”May you live in interesting times!” Så lyder en gammal kinesisk förbannelse. Och visst är det intressant att se hur långt man kommer på förnybartspåret, trots att det är något av en förbannelse med tanke på kostnaderna och konsekvenserna.

Jag har filat på några nya grafer som sätter slumpkraftens tillväxt i perspektiv och hjälper oss att få en känsla för hur det kommer utveckla sig. Men först lite ”teori”:

Slumpkraftens potential

Tidigare har jag pekat på hur vindkraftens tillväxt blivit ryckig och ostabil redan på ganska låga nivåer, samt att alla länder som är pionjärer inom solceller, dvs har skaffat sig en signifikant andel sol, numera bygger otroligt lite. De har alltså haft stora solcellsbubblor som sedan brustit. Förnybart-förespråkarna reagerar kraftigt när man påpekar detta och skyller på diverse olika saker: Kolkraftslobbying, finanskrisen, onda regeringar mm. Men det håller inte!

Istället är det så att slumpkraften i pionjärländer har börjat stöta på integrationsproblem och även problem med urholkat värde. För att förstå hur och var behöver vi två grundbegrepp: kapacitetsfaktor (hur mycket kraft man får i genomsnitt jämfört med toppeffekten) samt penetration (hur mycket el kraftslaget producerar som andel av all elproduktion). Båda uttrycks i procent.

Ett oflexibelt kraftslag (som vind och sol och för all del även kärnkraft) har svårt att närma sig (och överskrida) en penetration som motsvarar kapacitetsfaktorn. Orsaken är att när man närmar sig kapacitetsfaktorn så blir tillgången på el större än efterfrågan vissa perioder och el behöver då lagras eller kastas bort. Här är ett exempel där jag skalat upp Sveriges vindproduktion (egentligen ca 11%) till kapacitetsfaktor-nivån (ca 33%):

Förutom att grafen visar hur vinden ofta är antikorrelerad mot förbrukningen, så ser man att produktionen av vind tidvis börjar överskrida totalförbrukningen.

Uppskalad slumpkraft gör fluktuationerna motsvarande större och svårare att balansera för övriga kraftslag. Ekonomiskt blir kraften värdelös på spotmarknaderna när verken producerar som bäst. Det här är inget större problem för kärnkraft som har en kapacitetsfaktor på 80-90%, men desto värre för sol och vind.

Vindkraftens nuläge

Om vi jämför vindkraftens kapacitetsfaktorer med penetration i olika länder ser det ut såhär:

(En teknisk not: Vindkraftskapacitet räknas i slutet på år medan elproduktionen räknas över hela år. Därför använder jag alltid medelvärdet av årets kapacitet och föregående års kapacitet när jag räknar fram kapacitetsfaktorer för året. Alla grafer i inlägget baseras på siffror från BP 2016.)

I grafen ovan kan vi se att den det enda land vars vindkraft överstiger kapacitetsfaktorn är Danmark, som har åstadkommit detta genom att vara ett mycket litet land med stor elhandel med grannarna. En del av ett elnät kan förstås ha tusentals procent vind, men hela elnät kan svårligen gå över kapacitetsfaktorn.

Trots talet om vindsnurror med hög kapacitetsfaktor så kan vi se att inget land har bättre kapacitetsfaktor i sin vindflotta än ca 34%, samtidigt som Kina är oöverträffat usel på cirka 16%. Det beror på att Kina subventionerat fram vind som man inte har tillräcklig flexibla och starka elnät för att hantera. Därför tvingar man ner produktionen, i den mån man ens anslutit vindparkerna till elnätet!

En annan observation är att vindpotentialen fortfarande är ganska outnyttjad i världen – bara några länder i Europa som kommit nära kapacitetsfaktorn. Totalt i världen ligger vindkraften på cirka 4% av elen.

Solkraftens nuläge

Här är motsvarande graf för solceller:

Ledarländerna i den här listan bygger i stort sett ingen solkraft längre. Italien och Tyskland har högst penetration – cirka 60% av ländernas respektive kapacitetsfaktorer. Jag tog inte med Spanien eftersom Spanien har en hel del termisk solkraft vilket inte särskiljs i BPs siffror och ger högre kapacitetsfaktor.

Bästa kapacitetsfaktorerna är runt 20% och om man tänker sig 15% som ett genomsnitt i världen så når man ungefär lika långt som Italien, med 8% solcellsel (idag ca 1%), utan att ta till dyra batterilösningar mm. Kapacitetsfaktorn kan dock höjas om man använder solföljar-utrustning, men det kräver att man motarbetar de takinstallationer som gröna älskar. (Annars kommer takinstallationerna stjäla utrymme av solföljar-installationer.) Solföljarutrustning kostar förstås extra och ger rörliga delar med vidföljande extra underhåll.

Utvecklingskurvor

Vindkraften har ett försprång till solcellerna, som bekant. Vindkraftens utveckling kan därför användas för att spå i hur det ska gå för solcellerna. Såhär har det sett ut globalt:

Y-axeln anger tagna marknadsandelar per år. Vindkraften tog allt större marknadsandelar, ”exponentiellt”, fram till 2009. Sedan hände något och utvecklingen intog en mycket långsammare och mer ryckig bana. Medelvärdet de senaste tre åren har varit ca 0.4% tagen marknadsandel per år. Multiplicerat med en livslängd på 25 år så siktar det mot en slutlig global marknadsandel för vinden på 0.4*25 = 10%. Visst kommer vindkraften ta mer marknadsandelar än 0.4% framöver, men ännu så länge finns inget som tyder på att vindkraften kommer bli särskilt dominant. (Kärnkraften tog ca 2% global marknadsandel per år under sina bästa år på 80-talet med livslängder som visat sig vara långt över 40 år.)

Solcellerna har jag lagt på en förskjuten axel för att visa att de idag (2015) står ungefär där vindkraften stod 2009. Även solcellernas årligen erövrade marknadsandel kommer öka, men den historiska vindutvecklingen indikerar en risk för att även solcellerna snart börjar gå in i en mer ryckig och flack bana.

Solcellerna är förstås mer poppis och har en friare och enklare placering och har därför haft en mer brant stigande kurva trots högre kostnader. Den kan därmed även komma att skjuta upp högre, men med tanke på en dess lägre kapacitetsfaktor och att fler och fler länders solcellsbubblor spricker, så kommer inbromsningen isåfall bli desto tuffare. Vi vet att 2016 kommer medföra en ökning, men jag förutspår att 2017 blir det första solcellsåret som är sämre än det föregående.

Sammanfattning

Solcellerna ligger nu cirka 6 år efter vindkraften och knappar in på försprånget. Men fortfarande är utbyggnadstakterna av båda slumpkraft-slagen väldigt svaga om vi ser till vilka marknadsandelar som skulle behövas tas för ”100% förnybart”. Det finns också goda skäl att anta att visionen är svår att åstadkomma. Om slumpkraften tänjs och når upp till kapacitetsfaktorerna på 30 respektive 15% så blir summan bara 45% av världens el, och detta antagligen så långt in i framtiden att förbättringen äts upp av ökad efterfrågan. Vattenkraft och biomassa kan eller bör inte stå för resten, utan kanske 15% tillsammans som högst.

De gröna skriker varg när det gäller klimatet, men vägrar samtidigt plocka upp geväret utan skickar istället in en nybakad genuscertifierad relationskonsult i hagen. Vi har inget pionjär-elnät inom slumpkraft som visar på höga andelar. Frankrike visade däremot upp 80% kärnkraft redan för 25 år sen.

För att skapa bränsle till de vanligaste reaktortyperna ”anrikas” naturligt uran till reaktor-uran. Detta innebär att halten av isotopen U235 höjs till 3-4% från det naturliga uranets 0.71%. Precis som i övriga delar av bränslecykeln, finns stor förbättringspotential som staterna och dess byråkratier står i vägen för. Jag ska förklara, men först lite grunder:

Gasdiffusion

Historiskt använde man gasdiffusionsteknik. Den går ut på att man kombinerar uranet med fluor för att skapa en gas, uranhexafluorid. Sen pressar man gasen genom ett membran och utnyttjar det faktum att U235 är något mindre än den andra isotopen, U238 (som alltså har 3 ytterligare neutroner) och kommer igenom något lättare. När man gör detta om och om igen så får man högre och högre andel U-235.

Att man måste komprimera gasen i varje steg och kyla bort värmen man får vid komprimeringsarbetet gör att metoden är väldigt energikrävande. Om man hittar gamla dåliga siffror för kärnkraftens ERoEI, energiåterbetalningstid eller CO2-intensitet, så kan det handla om att man räknat på gasdiffusionsteknik som dominerade fram till på 90-talet. Under höjden av kalla krigets kärnvapenproduktion så gick ca 7% av USAs el åt till gasdiffusionsanläggningar.

Gascentrifuger

Gasdiffusion har numera övergetts till förmån för gascentrifuger. Gasen centrifugeras alltså istället och de tyngre molekylerna rör sig mot centrifugens väggar medan de lättare molekylerna blir kvar i mitten.

Precis som med gasdiffusion så måste man göra detta många gånger för att höja andelen i varje steg och till slut nå den koncentration man önskar. Centrifug-tekniken minskar energibehovet till 1/50-del jämfört med gasdiffusion!

Utarmat uran

Avfallsströmmen från anrikningen kallas utarmat uran. I detta uran har halten U-235 sänkts från ursprungliga 0.71% till kanske 0.25%. Från 1 kg natururan får man idag ca 150 g kärnbränsle och 850 g utarmat uran.

Man låter alltså en relativt hög andel, 0.25/0.71 = 36% i exemplet, av allt U-235 hamna i avfallsströmmen. Det kan tyckas slösaktigt, men eftersom anrikningsarbetet som krävs blir större ju mindre U-235 som finns i materialet man jobbar med, så väljer man en ekonomiskt optimal punkt där det utarmade uranet kostar lika mycket extra att anrika som det kostar att köpa nytt natururan och anrika det istället. Om kostnaden för natururan blir högre, så flyttas optimum och man lämnar mindre U-235 i avfallsströmmen. Samma sak händer om anrikningstekniken blir effektivare och mindre kostsam! Det finns förstås kalkylatorer på internet som låter dig laborera med kostnader och finna optimum givet olika parametrar.

Laseranrikning

Det finns en effektiv teknik för isotopseparering som har varit känd rätt länge men ännu inte kommersialiserats, nämligen laserexitering. Genom att använda lasrar med särskilda våglängder kan man välja isotop att exitera vilket skapar laddade joner, och därefter kan man lätt separera ut dessa joner med ett elektriskt fält. Det här är en teknik som har potential att minska kostnaderna för anrikning till en femtedel, ungefär.

Om man minskar kostnaden för en enhet anrikningsarbete, en s.k. Separative Work Unit, eller SWU, till en femtedel, så får det till följd att optimal U235-halt i det utarmade uranet sjunker från 0.21% till 0.08%. Det höjer alltså mängden nyttiggjort uran från 0.5% till 0.63%, vilket innebär att man får ut 26% mer energi ur varje kg natur-uran!

Till det kommer att världen har lager av utarmat uran i storleksordningen 1.5 miljoner ton. Mellan tummen och pekfingret är den genomsnittliga halten i lagren av utarmat uran 0.25%. Det innebär att man med laser-teknik kan finna ekonomi i att åter-anrika lagren och få ut 0.25-0.08 = 0.17%, mot 0.71-0.08 = 0.63% från naturligt uran. Det innebär att lagren av utarmat uran motsvarar ca 1.5 miljoner ton * (0.17/0.64) = 400,000 ton natur-uran. Det motsvarar mer än sex årsförbrukningar i världens kärnkraftverk. Det finns hyggligt långt gångna planer på att bygga sådana anläggningar.

Tekniken skulle också teoretiskt även kunna användas till att separera isotoper efter plutonium- och uran-utvinning från utbränt kärnbränsle och på så vis ytterligare öka tillgången till fissilt bränsle och reducera avfallsströmmarna. Ackumulering av ”dåliga” isotoper av uran och plutonium begränsar annars kraftigt antalet varv man kan återanvända kärnbränsle i vanliga reaktorer.

Ni kan ju tänka er vad en storskalig utrullning av laseranrikning skulle kunna innebära för uranpriserna. 26% bättre utnyttjande av varje kg nybrutet uran, plus sex årsförbrukningar gratis. I den miljön blir det inte så kul att äga en urangruva! Men det är inte därför det sitter långt inne att få igång tekniken, utan det handlar om:

Vapenteknik

En väg till kärnvapen är att anrika uran till nästan rent U-235. Därför omgärdas anrikningsteknik av stora restriktioner när det gäller export, licenser, forskning mm. Det är exempelvis centrifuganläggningarna som varit det stora trätoämnet när det gäller Irans kärnprogram. Att Iran (och tillochmed Nordkorea) har civila kärnreaktorer anses okej, men centrifugteknik begränsar helst till de befintliga kärnvapennationerna.

Laseranrikning minskar fotavtrycket och kostnaden för anrikning kraftigt, vilket innebär att om tekniken blir spridd så kan stater gömma en fungerande anläggning på en yta som har ungefär samma storlek och energiförbrukning som en halvstor dagligvaruaffär. Det har inneburit att USAs regering, mfl, lägger på kraftiga restriktioner och byråkrati vilket givetvis driver upp kostnaderna och minskar såväl konkurrensen som den akademiska forskningen på området.

Det är på ett sätt förståeligt, men världen blir allt fredligare och vi har större möjligheter tilll spioneri och övervakning än någonsin, så sammantaget är den ökade risken för kärnvapenspridning obetydlig och bleknar jämte miljöskadorna och klimateffekterna av att hålla tillbaka kärnkraften.

Sammanfattning

Bättre anrikningsteknik utgör en av många metoder att stärka kärnkraften i världen, förbättra ekonomin och öka energiutbytet. Det är ytterligare ett argument till varför det helt enkelt är okunnigt att tro att urantillgången skulle vara en begränsande faktor för kärnkraften.

Givetvis skulle den här förbättringen inte vara så meningsfull om man istället valde breederteknik, exempelvis smältsaltreaktorer, som kan klyva alla tunga ämnen som man matar in och därmed öka utnyttjandet från ca 0.7% till nära 100%. Men eftersom lättvattentekniken är det som gäller idag och många betraktar innovativa reaktorer som orealistisk sci-fi, så är det meningsfullt att påpeka hur dagens teknik kan förbättras.

Som så ofta består det stora hindret i regeringars och byråkratiers motsträvighet och oförmåga att prioritera miljön högre än foliehattande om strålning och kärnvapen. En klassisk nejdetkanviinte!

Det här blir en remake på ett två år gammalt inlägg, med färsk data över CO2-utsläpp illustrerad på några olika sätt. CO2-utsläppen i världen leds förstås fortfarande av Kina, följt av USA och Indien. De 20 största utsläppsländerna står för 80% av utsläppen (CO2-utsläpp enligt BP Statistical Review of World Energy 2016):

Sen förra inlägget har Indien växt en procentenhet, USA och Ryssland har tappat varsin procentenhet, några länder har bytt ordning och Turkiet och Thailand har ersatt Polen och Taiwan i topp-20. Dessa förändringar är ett ganska förutsägbart resultat av att ökande befolkning och ekonomisk konvergens förändrar marknadsandelarna i fossilutnyttjandet. Sverige ligger på 54 plats i utsläppsligan med sina 0.14%.

Självklart bränner folkrika länder oftast mycket fossiler, så första steget i att bilda sig en bättre uppfattning är att se på utsläppen per person. Grafen nedan visar CO2-utsläpp per person som en funktion av folkmängden. Den horisontella sträckan i grafen nedan är alltså respektive lands befolkningsantal i miljoner. (Befolkningsdata enligt FN).

Notera att alla grafer i detta inlägg har samma inbördes storleksförhållande mellan areorna för respektive land – klumparna är bara är formade lite olika. Hursomhelst, vi får den vanliga bilden där USA och några andra länder står ut som stora utsläppare per person, medan några fattiga länder (Indien, Indonesien och Brasilien) har desto mindre utsläpp. Medelvärdet är 4.6 ton CO2/capita och Sverige ligger strax över snittet på 4.9 ton medan Kina ligger över på 6.5 ton och USA ligger på hela 16.9 ton och Indien på ynka 1.7 ton.

Ändå säger inte detta så mycket. Självklart har fattiga länder mindre CO2-utsläpp. Men om vi inte vill ha fattigdom, så vill vi antagligen hellre veta hur mycket CO2-utsläpp varje land ger upphov till per mängd producerat välstånd. Det kan vi se i följande graf, där CO2-utsläppen per BNP-dollar visas som en funktion av BNP-mängden. Den horisontella sträckan är alltså respektive lands BNP i miljarder USD: (BNP-data enligt Världsbanken.)

Här ser vi plötsligt att USA inte släpper ut särskilt mycket i förhållande till sin produktion, utan helt enkelt producerar mycket välstånd. Kina är däremot ganska ineffektivt, men det är förstås skillnad mellan att bygga upp ett lands infrastruktur och produktionsanläggningar på kort tid, jämfört med att producera rikedom utgående från en relativ mättnad i fysiskt kapital.

Jämför gärna våra europeiska länder. Det gröna föregångslandet Tyskland har CO2-utsläpp på 0.22 kg CO2/$, medan det ogröna kärnkraftslandet Frankrike ligger på 0.13 kg CO2/$. Det visar på skillnaden i utsläpp mellan att låta slumpkraft dryga ut fossiler och att låta kärnkraft ersätta fossiler. Sverige ligger i absolut världsklass på 0.097 kg CO2/$.

Grafen ovan visar den bistra verkligheten, dvs att Indiens låga per-capita-utsläpp inte beror på effektivitet, utan tvärtom på att man vägrat öppna upp landet och liberalisera ordentligt, vilket fått till följd att fattigdomen biter sig fast. Och eftersom genomsnittet i världen är cirka 0.45 kg CO2/$, så skulle världens utsläpp falla till en femtedel om jordens BNP producerades med svensk effektivitet!

Vill man problematisera ytterligare ett varv så kan man istället betrakta samma graf men där BNP är omräknat till köpkraftspariteter.  (BNP i köpkraftspariteter från Världsbanken.)

Här är bilden väldigt likartad men något utjämnad. Vi ser att Kina fortfarande ligger högt, medan Indien framstår i lite bättre dager. Fortfarande är den absoluta ledaren i topp-20 kärnkraftslandet Frankrike på 0.12 kg/$ medan det gröna kolkraftslandet Tyskland hamnar på 0.20 kg/$. Sverige ligger utanför topp-20 på 0.10 kg/$ . Världsgenomsnittet hamnar på 0.29 kg/$. Och nej, om man tar med svensk utrikeshandel så blir våra utsläpp inte högre.

Jag började för rätt länge sen med detta inlägg men fick inte iväg det, så allt är inte pinfärskt, men förhoppningsvis ändå intressant.

Flödesbatterier

Flödesbatterier är en teknologi som varit något av ett halmstrå för de som hoppas på fullt genomslag för slumpkraft. Det handlar egentligen om en sorts uppladdningsbara bränsleceller där elektrolyten lagras utanför cellen i tankar och därmed kan mängden skalas obegränsat för säsongslagring mm. Tyvärr har ett av de mer högprofilerade företagen som utvecklar tekniken nyligen konkat.

Dead Wrong

Hoppas att ingen missat Dead Wrong, en youtube-serie av Johan Norberg, där han förtjänstfullt gör processen kort med diverse myter och missförstånd kring ekonomi, miljö mm. Senaste videon:

Svensk solcellspark

Solsidan i Varberg, Sveriges största solcellspark, är invigd. 2700 KW för 23 miljoner, enligt uppgift. Anläggningen kommer producera ungefär lika mycket som en tredjedels landbaserad vindsnurra, vilket innebär att vi kan jämföra en kostnad på 23*3 = 69 miljoner med kostnaden för ett vindkraftverk på cirka 30-40 miljoner.

High Hitler

Hur droganvändning (crystal meth) påverkade tredje riket.

Clinton Cash

En text/dokumentär om hur Clintons rundat mutlagstiftningen genom att ta överpriser för att hålla tal. Jag hoppas för min del att detta är osann ryktesspridning, särskilt med tanke på den svenska kopplingen. Men eftersom jag ”primats” av exempelvis tv-serien House of Cards så har jag kanske blivit lite cynisk.

Tolerans

Science a la Carte

Sätter upp denna på min läslista.

Oljepris-hämmare

Frackingen i USA har dämpat oljepriset, vilket i sin tur har dämpat frackandet. Idag finns det över 4000 borrade men inte färdigställda oljebrunnar i fälten i USA som väntar på ett högre oljepris. Det finns alltså en daglig produktion motsvarande hundratusentals fat olja som kan tas fram snabbt, lätt och billigt.

Moores lag

Det senaste om framtiden för Moores lag – vi börjar verkligen närma oss gränserna nu.

Hata politik

Bryan Caplans skäl att hata politik matchar mina egna.

Religiositet och långsiktig tillväxt

… är titeln på en färsk forskningsartikel som säger sig visa att det finns ett kausalt samband mellan minskande religiositet och högre tillväxt.

Kina expanderar kol utomlands

Då Kinas inhemska efterfrågan hackar och man sitter på extrema mängder industriellt kapital, så satsar man stort utomlands genom att kombinera finansiering och konkret byggande. Initiativet kallad ”One Belt, One Road” och har potential att göra enorm nytta när man finansierar och bygger infrastruktur och kraftproduktion. Men allt behöver förstås inte vara odelat bra och dit hör Kinas inblandning i 79 utländska kolkraftsprojekt:

Det dyker upp allt fler påståenden om att el från solceller och vindkraft kostar si eller så mycket ”osubventionerat”, vilket stör mitt ordningssinne en aning. Ett par vanliga cherry-pickade axplock holländska Borssele offshore vindkraftspark som ska producera el för 72.70 euro/MWh (70 öre/kWh), samt budet för en solcellspark i Dubai som nyligen kom in på 2.99¢/kWh (25 öre/kWh). Den gröna siten CleanTechnica bjuder på en översiktsbild vad gäller hur solcellsrekorden ersatt varandra och använder just termen ”osubventionerat”:

Det går inte att komma ifrån att detta avspeglar rejäla kostnadssänkningar i solcellsbranschen, men vad menas egentligen med ”osubventionerat”? Låt oss bena lite i det!

PPA, FiT och auktioner

Den modell som Tyskland populariserade, Feed-in-Tariff eller FiT, byggde på att de som byggde elproduktion av ett visst slag garanterades en viss ersättning per kWh, oavsett elpriset i landet. Modellen gav upphov till ett antal tämligen okontrollerade bubblor då det inte fanns någon gräns för mängden som byggdes. När FiT-nivån var för generös i förhållande till verkliga kostnader så exploderade utbyggnaden och respektive stat blev sen tvungen att dra i handbromsen och utbyggnaden kollapsade.

FiT-modellen trängs nu undan allt mer av auktioner, där stater bestämmer sig för hur mycket man vill få byggt inom landet av olika energislag varje år och utlyser auktioner för dessa volymer. Det som står på spel i auktionerna är ett av staten garanterat energipris, dvs en FiT som gäller för bara just det projektet man budar på. Det energibolag som budar lägst får bygga och kan sedan i praktiken sälja sin elproduktion genom staten för det angivna priset. Fördelen för staten är potentiellt lägre kostnader och en helt kontrollerad utbyggnad utan överraskningar.

Auktioner resulterar i en sorts Power Purchase Agreements, eller PPA-er. I USA är det vanligt med PPA-er då delstater kan lagstifta om att delstaten ska ha en viss mängd förnybart till vissa årtal, varefter energibolag avtalar med leverantörer av förnybar energi om att köpa vissa mängder energi av dem till fastställda priser under mycket lång tid. Varje sådant avtal är alltså en PPA. I USA sänks priserna på PPA-er bland annat av skattesubventioner som kallas ITC för solceller och PTC för vind mm.

Uppenbart subventionerat

Det är tydligt att såväl PPA som FiT och auktioner innebär subventioner. Det handlar om att staten eller statligt näraliggande bolag garanterar priser som troligen ligger en bra bit över vad kraftslaget skulle kunna hämta på spotmarknaderna. Så hur kan man påstå att det är osubventionerade priser? Jo, logiken är förstås att det handlar om en sorts marknadsmässig upphandling och att den marknadsaktör som accepterar priset får antas kunna producera elen till en kostnad som är lägre för att kunna göra vinst. När det gäller USAs PPA-er så brukar man beräkna vad PPA-priserna skulle ha blivit utan subventionerna och sen kalla resultatet för det ”osubventionerade” priset. Det finns en logik i det, men en sådan beräkning missar något väldigt centralt, nämligen kostnaden för kapital.

För sol, vind och kärnkraft är lejonparten av kostnaderna i själva uppförandet av verket och tas alltså innan man börjat producera. Det gör sådana projekt väldigt känsliga för ränta, vilket avspeglar sig i LCOE-beräkningar:

Den ränta och avkastning som investerare och banker kräver för att finansiera ett projekt är kraftigt beroende av projektets riskprofil. När avkastningen är garanterad genom en PPA så blir risken i projektet relativt liten. Om man inte misslyckas med att drifta verket så kommer pengarna rulla in på ett förutsägbart sätt. När risken är låg blir räntan låg! Det betyder att utan PPAn så hade det ”osubventionerade” priset blivit högre. Samma gäller för skattesubventionen. Utan den hade räntenivåerna för projektet blivit högre.

Tyvärr finns inga gratisluncher – det projektet tjänar på den lägre riskprofilen belastar den som tar över risken, exempelvis den som utfärdar PPAn, typiskt ett statligt bolag. Eftersom förnybara energislags expansion snabbt sänker spotpriserna vid de tillfällen då energislagen producerar bra, så kommer differensen mellan PPA-priset och spotpriserna att vidgas över tid.

Dolda subventioner

Jag började inlägget med att nämna Borssele vindkraftpark och ett solcellsprojekt i Dubai. Låt oss ta en extra titt på dessa projekt. När det gäller Borssele så har staten bekostat vindutredning, bottenkartläggning mm och i princip gjort en färdig projektplan som företagen får bjuda på. Bara detta är en subvention, givetvis. Sedan står holländska staten för en mycket stor kostnadspost, nämligen offshore nätanslutning. Medan auktionspriset hamnade på cirka €73/MWh, så räknar man med att nätanslutningen ska kosta ytterligare €14/MWh. Men det är troligtvis en första optimistisk uppskattning och dessutom exklusive kapitalkostnader. Den verkliga kostnaden kan lätt bli det dubbla. Sen tillkommer förstås möjligheten att företaget som vann auktionen var för optimistisk och gör förlust.

När det gäller solcellsprojektet i Dubai, så heter parken förstås ”Mohammed bin Rashid Al Maktoum Solar Park” efter landets härskare.

Det säger något om projektets prestige och ställning i Dubai. Det har skrivits och sagts en del om det låga budet – en kommentar från Bloomberg New Energy Finance är denna:

This bid tells us that some bidders are willing to risk a lot for the prestige of being the cheapest solar developer,” said Jenny Chase, head of solar analysis at BNEF. “Nobody knows how it’s meant to work.”

Nej, ingen förstår hur det ska gå ihop. Transparensen är låg, tyvärr, så jag vet inte med säkerhet, men det spekuleras i sånt som gratis land, muslimsk delfinansiering utan ränta, skattebefrielse och att priset är inflationsindexerat och valutagaranterat. Ovanpå, förstås, att Dubai nyttjar billig indisk arbetskraft och har ovanligt goda solresurser.

Det bidrar förstås att Kina har subventionerat fram ett överskott på solcellsproduktion och att vi har ett priskrig där solceller säljs med förlust och där det sägs att kapacitetsutnyttjandet i solcellsfabriker går neråt 50% just nu. Man räknar lite paradoxalt med låg efterfrågan på solceller framöver trots mycket låga priser på paneler. Det beror mycket på det jag skrivit om solcellsbubblorna, att fler och fler länder har byggt 4-8% solcells-el och bränt sig lite vad gäller kostnader och nu har svårt att integrera mer.

Alltså…

Det som kallas osubventionerat brukar inte alls vara det. Förutom att själva garantipriserna/PPA-erna lyfter bort risk från projekten och därmed sänker deras kostnader avsevärt, så finns ofta en uppsjö av andra små och stora subventioner som gör projekt väldigt svåra att jämföra sinsemellan, särskilt som det ofta är svårt att få kompletta uppgifter på villkor och förmåner på olika marknader. Något jag uppmärksammades på nyligen är att amerikanska solcellsbyggare kan utnyttja accelerated depreciation (ungefär direktavskrivning) vilket är en skattemanöver som kan medföra att man återhämtar en viss portion av investeringen inom något år eller två.

Med detta sagt så är det förstås trevligt att solceller nu börjar komma i en sådan ekonomisk position att de kan göra nytta på soliga platser i världen. I Mellanöstern totalt producerade man bara 1.7 TWh solcellsel år 2015, varav mer än hälften i Israel, av cirka 1089 TWh el totalt, dvs en och en halv promille ungefär. Om detta snabbt kan öka en faktor 100 till 15% så kan man exportera mer och billigare naturgas till förnybart-satsande länder i Europa. Eller åtminstone blir inomhusskidbackar i arabländerna billigare att driva, eller så kanske dess pingviner kan få det lite kallare!

Det är ganska vanligt i debatten att se energi och el jämföras på ett tokigt sätt och tyvärr är det ganska omständligt att förklara hur det istället bör göras. Därav denna bloggpostning (alla grunddata enligt BP Statistical Review of World Energy 2016):

Grafen nedan visar Sveriges primärenergiproduktion per energislag, totalt 53 Mtoe (miljoner ton olje-ekvivalenter), plottat direkt från data i fliken ”Primary Energy – Cons by fuel” i BPs excelark.

Som synes är kärnkraft + vattenkraft över 50% tillsammans, utan att räkna in vindkraft mm. Elproduktionen upptar alltså mer än hälften av energiproduktionen i Sverige. Detta är en bra och rättvisande jämförelse!

Nu till det som gör det förvirrat: Enligt samma källa producerar Sverige 170 TWh el, men om vi konverterar svensk totalenergi på 53 Mtoe till TWh så blir det 616 TWh. Det ger vid handen att elen i Sverige bara utgör 170/616 = 28% av totalenergin. Nyss sade vi att det var över 50%. Hur kan det bli så?

Det finns egentligen två skäl. Den första är att i primärenergigrafen ovan räknas kärnkraftens förluster in. Verkningsgraden är bara cirka en tredjedel. Det kan tyckas knäppt att räkna in förluster, men det är tvärtom fullt logiskt. När vi pratar energiproduktion så ska all produktion räknas in. Kolkraftverk och gaskraftverk har liknande förluster. Olja, som främst används i motorer, har liknande eller sämre verkningsgrader i omvandlingen från termiskt energiinnehåll till mekaniskt arbete. Det enkla och logiska är därför att räkna all energi.

Det andra skälet är att om icke-termiska energikällor som vattenkraft, vindkraft och solceller jämfördes rakt av med termiska energikällor så skulle exempelvis svensk vattenkraft se mycket mindre ut än svensk kärnkraft, trots att vattenkraften producerar mer energi åt användarna. Därför har man (de flesta) bestämt sig för att räkna upp sådana energikällors produktion vid primärenergijämförelser. BP skriver det som: ”Converted on the basis of thermal equivalence assuming 38% conversion efficiency in a modern thermal power station.” Man dividerar alltså sådana energikällors produktion med 0.38 för att få fram en jämförbar primärenergimängd.  Detta kallas även för att ”justera med avseende på energikvalitet”.

Alltså, även om elens energiinnehåll är ca en fjärdedel av totalenergins i Sverige, så används mer än hälften av primärenergin inom elproduktionen. Det förra ligger i kategorin värdelöst vetande, medan det senare är något som ger förståelse!

I världen som helhet går cirka 41% av energin till el och man kan se tydligt att mer utvecklade länder tenderar att låta en större andel av energin gå till el. Elandelen ökar dessutom stadigt – år 1990 gick bara ca 33% av världens energi till elproduktion.