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:

(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:

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:

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:

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:

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.

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!

De flesta är bekanta med Moores lag från 1965 som handlar om att antalet transistorer på integrerade kretsar (dator-chip) av en viss storlek fördubblas vartannat år. Historiskt har det lett till en ännu lite snabbare hastighetsökning (fördubbling var 18:e månad, sådär) hos datorer, eftersom man både kunnat skruva upp klockfrekvensen och använda de extra transistorerna till att göra beräkningar på kortare till eller flera samtidigt. Nu verkar utvecklingen vara på väg att bromsa in något, vilket är ett intressant ämne i sig, men jag tänkte peka på ett annat fenomen.

Säg att du har ett riktigt svårt beräkningsproblem. Du ska simulera något enormt komplext system, lösa ett riktigt djupt schackproblem, knäcka ett tufft krypto eller dylikt. Du räknar lite på problemstorleken och den datorkraft du har råd med och kommer fram till att om du startar ditt beräkningsprogram idag, så kommer det ta 20 år att komma fram till en lösning. Urk!

Men sen kommer du på det där med Moores lag, och inser plötsligt att om du väntar i 18 månader innan du köper hårdvaran och startar beräkningen, så kommer du lösa problemet på 1.5 år + 20/2 år = 11.5 år. Mycket bättre! Kurvan för totaltid som funktion av väntetid ser ut såhär:

Matar man in en motsvarande ekvation i Wolfram Alpha (jag är lite lat ikväll) så får man följande resultat för globalt min:

Man bör alltså vänta i 4.8 år, köpa sig en dator då, och få ut en lösning på sammanlagt strax under 7 år. (Kan nämna att om man väntar i 20 år, så löses problemet på ny hårdvara på cirka 17 timmar.)

Vad finns det för andra applikationer på liknande optimerings-tänkande? Det som slår mig direkt är solcellsinköp! Jag skrev i ett tidigare blogginlägg om industriella läreffekter och solceller, där varje fördubbling av kumulativ produktionsvolym tycks medföra en prisreduktion på ca 20%. Tyvärr kan vi inte vara säkra på hur snabbt kumulativ volym ökar eftersom den procentuella tillväxten sjunkit, men vindkraften hade 30-procentig tillväxt i många år och låt oss anta att solcellerna upprepar detta.

Anta också att vi får leva med ett konventionellt elpris på 120 öre/kWh tills vi investerar i en solcellsanläggning, och att vi idag får en totalkostnad på 150 öre/kWh om vi investerar i solceller. När, exakt, bör vi slå till, om målet är att ha betalat så lite för elen som möjligt under den kommande 30-årsperioden? Jo, enligt grafen:

Som exemplet är konstruerat är det en förlust att investera direkt, eftersom två hål i väggen är billigare än solcellselen. Efter tre år har solcellerna kommit ner i pris såpass att man kan göra en liten, liten vinst på att investera. Någonstans kring 12-13 års väntan ligger optimum, när solcells-elen kostar cirka 50 öre att producera.

Det är lätt att resa ett antal invändningar mot det här räkneexemplet, varav den största kanske är att 12-13 år av 30%-ig tillväxt kan vara orealistiskt, men som ett grovhuggen illustration kan det duga. Jag har alltså illustrerat att om man tror på fortsatt priserodering för solceller så bör man vänta med att investera tills kostnadsdifferensen mellan nätel och egenproducerat är mycket större än idag.

Vill man på ett enklare sätt räkna på om det är dags att slå till (Don’t do it!)kan man försöka bedöma om priseroderingen till nästa år (cirka 8% i min modell) klår årets potentiella besparing. Vi kan exempelvis köpa Vattenfalls solcellspaket medium för 71,000 kr i år eller spara 8%, dvs cirka 5700 kr, på att vänta till nästa år, plus ränta(!). Paketet producerar bara cirka 3100 kWh/år och bör väl skrivas ner med 3% iallafall. Du kan alltså välja mellan följande:

• spara 5700 kr plus ränta
• få 3100 kWh för 71,000*0,03 = 2100 kr.

Vad som är bäst torde vara uppenbart. Tyvärr gör fluktuerande bidragssystem måhända min kalkyl lite akademisk, men med lite arbete kan man förstås resonera likartat även med bidrag.

Nettodebitering handlar om att elkonsumenter ska få mata in egenproducerad solcellsel till nätet och sen få tillbaka motsvarande mängd el vid andra tillfällen utan kostnad. Det handlar alltså om att utnyttja elbolaget som en sorts gratis bank för el. Ett sådant system utmålas inte bara som rättvist av sina förespråkare – utan motsatsen ses som ett direkt angrepp på grön energi. Det här skrev exempelvis förvillarsiten CleanTechnica i dagarna om läget i USA:

A total of 19 states (as accounted for through May 21, 2014) have legislative or regulatory assaults on net metering or distributed solar underway.

Enligt dessa hedersknyfflar är det alltså ”rättvist” att dumpa en säsongsvara som äpplen eller gurkor från sin trädgård på ICA under några veckor och sen ha rätt att gratis plocka ut motsvarande mängd varor när man vill. Även distributionen ska vara gratis – ICA ska tvingas hämta och lämna hemma hos dig och staten ska dessutom inte få ta ut sedvanlig moms mm för kommersiell verksamhet. ICA måste givetvis öka sina priser för övriga kunder för att täcka förlusterna.

En mycket märklig definition av rättvisa, kan tyckas, men det är alltid meningslöst att försöka få någon att ändra en självberikande definition av rättvisa som vältrar över egna kostnader på andra. Däremot funderar jag på om det skulle vara möjligt att få folk att begripa att det inte är hållbart. Vad tror du?

För låt oss anta att solcells-drömmarna går i uppfyllelse, och sol-el faktiskt blir riktigt billigt en dag (eller subventioneras kraftigare). Kombinera det med nettodebitering. Vad händer? Jo, folk producerar solel hemma motsvarande den egna konsumtionen, matar in när de har överskott och får sen ta ut all el de behöver gratis under perioder då solen inte skiner. De behöver inte längre betala något, varken för elen eller för distributionen, och behöver inte heller bidra till skatteintäkterna.

Att vara elbolag i den världen blir ett förlustföretag eftersom man måste tillhandahålla el gratis mot närmast värdelös överskottsel som man inte har avsättning för, samtidigt som man måste höja avgifterna till extrema nivåer för de få som är kvar som netto-konsumenter. Nettodebiteringen omöjliggör alltså, om den skalas upp, kommersiell elproduktion, vilket innebär att den är ekonomiskt ohållbar. Det som är ohållbart måste definitionsmässigt, förr eller senare, upphöra.

Den som bygger sina kalkyler på nettodebitering kan givetvis vara lyckosam i ett antal år, men det är ett pyramidspel som bygger på att det finns en stor bas av vanliga elkonsumenter/skattebetalare som försörjer en liten topp av snyltare. Den dag toppen blir för stor kommer pyramidspelet att bryta ihop. Det har skett i Spanien redan och det kommer upprepas i andra länder. Den socialdemokratiska kongressen 2013 beslöt att nettodebitering ska införas. Vårt enda hopp är egentligen att EUs momsdirektiv skulle förhindra det.