INDUSTRINS ENERGIANVÄNDNING, VINDKRAFT, KÄRNKRAFTAVVECKLING OCH ELPRISERNA

Transkript

1 U T R E D N I N G S T J Ä N S T E N Anders Vikström Tfn: PM Dnr 2012:689 INDUSTRINS ENERGIANVÄNDNING, VINDKRAFT, KÄRNKRAFTAVVECKLING OCH ELPRISERNA Hur mycket el och annan energi använder industrin i Gävleborgs län jämfört med övriga län? Hur anpassar sig industrin till eventuellt högre elpriser? Vad innebär 1 öre/kwh ökat elpris för industrin i Gävleborgs län? Hur påverkas elsystemet av vindkraft på kort och lång sikt? Hur många vindkraftverk behövs det för att ersätta Forsmark 1 och 2? Om två eller tre kärnkraftverk i Sverige avvecklas på kort tid, vad händer då med elpriset på markanden när det som är kallast? Är detta överhuvudtaget möjligt att snabbt avveckla kärnkraft i Sverige utan att det uppstår elbrist? Innehållsförteckning Industrins energianvändning i Gävleborgs län jämfört med riket... 2 Industrin och ökade elpriser... 2 Beräkningsexempel vid ökat elpris på 1 öre/kwh och påverkan på industrin i Gävleborgs län... 3 Elsystemet med vindkraft på kort och lång sikt... 4 Effektbalansen och vindkraftens bidrag vid högsta elförbrukningen år Elanvändning, elproduktion och export/import av el under perioden På sikt ställe mer vindkraft högre krav på elsystemet... 6 Forsmarks reaktor 1 och 2 samt motsvarande antal vindkraftverk och effekt 7 Avveckling av kärnkraftverk på kort sikt i Sverige och elpriset... 8 Kraft- och effektbalansen vid en eventuell avveckling av kärnkraft i Sverige... 9 Källor:... 10

2 Industrins energianvändning i Gävleborgs län jämfört med riket Från Statistiska centralbyråns statistik (SCB) över slutanvändning, efter region, förbrukarkategori och bränsletyp har utredningstjänsten hämtat statistik per län och riket. Statistiken på regional nivå är inte alltid fullständig p.g.a. att sekretessreglerna blir tillämpliga. Industrin och byggverksamheten 1 i Gävleborgs län använde ca 2 TWh el under 2009, vilket var ca 4 % av industrins elanvändning i riket. Se tabell 1. Observera att Gävleborgs län (se även Västernorrland) har stor användning av flytande förnybara bränslen, vilket förmodligen mest består av returlutar (restprodukt vid tillverkning av pappersmassa) som används för el- och värmeproduktion inom massa- och pappersindustrin. Även användningen av fasta förnybara bränslen är jämförelsevis stor, förmodligen också beroende på rester av ved inom massa- och pappersindustrin. Tabell 1. Slutanvändning (MWh) efter region och bränsletyp i industri och byggverksamhet år 2009, GWh Flytande (icke förnybara) Fast (icke förnybara) Gas (icke förnybara) Flytande (förnybara) Fast (förnybara) Gas (förnybara) Fjärrvärme El El, procent av riket 01 Stockholms län % 03 Uppsala län % 04 Södermanlands län % 05 Östergötlands län % 06 Jönköpings län % 07 Kronobergs län % 08 Kalmar län % 09 Gotlands län % 10 Blekinge län % 12 Skåne län % 13 Hallands län % 14 Västra Götalands län % 17 Värmlands län % 18 Örebro län % 19 Västmanlands län % 20 Dalarnas län % 21 Gävleborgs län % 22 Västernorrlands län % 23 Jämtlands län Västerbottens län % 25 Norrbottens län % 00 Riket Källa: SCB Industrin och ökade elpriser Den elintensiva industrin som skulle kunna drabbas mest av eventuella elprisökningar uppges ha bilaterala hemliga och långsiktiga elavtal. I avtalen kommer förmodligen inte elpriserna att öka över en natt för industrin men 1 På grund av sekretess redovisas inte fullständig statistik. Den regionala statistiken är också pga. sekretessen inte mer finfördelad, dvs. per industrigren. 2

3 på sikt påverkas nivån i nya avtal. Om elpriserna ökar skulle det troligtvis vara en dynamisk process där industrin kanske successivt kan anpassa sig till de förändrade förutsättningarna. Men, det är också så att stora elanvändare agerar direkt på spotmarknaden och möter och påverkas direkt av ökade elpriser. Det som också i sammanhanget spelar roll är i vilken utsträckning som företagen kan föra kostnaderna vidare till sina kunder. De konkurrensutsatta företagen som verkar globalt har små möjligheter att övervältra ökade elkostnader på sina kunder medan den icke konkurrensutsatta till stor del torde kunna göra det. Om elmarknadspriserna är på väg uppåt ger det också en tydlig signal som har betydelse för investeringsviljan/-besluten (investeringarna görs i andra länder). Hur elpriskänslig industrin är beror även på andra faktorer. För den konkurrensutsatta industrin har världsmarknadspriserna på de varor som de producerar stor inverkan. Om det råder höga världsmarknadspriser på exempelvis massa och papper kan det öka lönsamheten för dessa industriföretag och samtidigt kan de tåla ett högre elpris. Detta gäller förmodligen på kort sikt. Den viktigaste faktorn är, som nämnts ovan, i vilken utsträckning man har möjlighet att föra kostnaderna vidare till kunderna. Dessutom påverkar skatter och styrmedelsregimer också i stor utsträckning. Förutsättningarna ändrar sig dock över tiden (se Elforsk-rapport, Elanvändningen i Norden om tio år ). Beräkningsexempel vid ökat elpris på 1 öre/kwh och påverkan på industrin i Gävleborgs län I Gävleborgs län användes inom industrin och byggverksamheter ca GWh (2,044 TWh) el under Enligt SCB hade industrin i Gävleborgs län ett förädlingsvärde 2 på ca 15 miljarder kronor år Dessa företags totala kostnader var på ca 58 miljarder kronor under år Industrin i Gävleborgs län hade under samma år ca personer anställda. Räkneexempel: Vid 1 öre/kwh ökat elpris skulle det, beräknat på 2009 års elanvändning, innebära att industrins sammanlagda kostnader ökade med ca 21 miljoner kronor vilket är en ökning med ca 0,03 procnet. Kostnadsökningen utgör ca 0,1 procent av industrins förädlingsvärde (2009) i länet. Kostnadsökningen innebär ca kr per anställd beräknat på antal anställda år Se tabell 2. Observera att det är fråga om räkneexempel och siffrorna ska användas med försiktighet. 2 En bransch förädlingsvärde är branschens produktionsvärde minus sektorns/branschens insatsförbrukning. Insatsförbrukning består av värdet av de varor och tjänster som används som insats i produktionsprocessen, exklusive fasta tillgångar, vars användning förs som kapitalförslitning. Dessa varor och tjänster kan antingen vidareförädlas eller förbrukas i produktionsprocessen 3

4 Tabell 2. Industri och byggverksamhet, Gävleborgs län Elanvändning, GWh Förädlingsvärde, Mkr Totala kostnader inom industrin, Mkr Antal anställda i industrin öre/kwh ökat elpris, Mkr 20,4 1 öre/kwh ökat elpris i procent av förädlingsvärdet 0,1 % 1 öre/kwh ger kostnadsökning, procent 0,03% 1 öre/kwh elpris ger kr/anställd 992 Källa: SCB, utredningstjänstens beräkningar Elsystemet med vindkraft på kort och lång sikt Vid utgången av år 2010 fanns vindkraftverk med en installerad effekt på totalt MW. Vid 2011 års slut fanns det stycken vindkraftverk med en sammanlagd effekt på MW. Produktionen för år 2010 blev 3,5 TWh, vilket var 41 procent mer än år Vindkraften stod för 2,4 procent av den totala elproduktionen i Sverige år Enligt preliminär statistik uppgick vindkraftsproduktionen till 6,1 3 TWh år 2011, vilket är en ökning med 76 procent. Energimyndigheten bedömer i sin Kortsiktsprognos (våren 2012) att vindkraften kommer att öka sin produktion till 7,8 TWh år 2012 och 9,0 TWh år I figur 1 redovisas elproduktionen i vindkraftverken per vecka under år Figur 1. Elproduktionen i vindkraftverken och efterfrågan på el per vecka år 2011, GWh 250, , ,0 200, ,0 150,0 100,0 50,0 0, Källa: Svensk Energi År 2011 var produktionen i vattenkraft ca 66 TWh, kärnkraft ca 56 TWh, kraftvärme i fjärrvärmenäten ca 10 TWh, kraftvärme i industrin ca 6 TWh och kondenskraft ca 0,2 TWh , , , , ,0 500,0 0,0 Vindkraft Summa elanvändning

5 Effektbalansen och vindkraftens bidrag vid högsta elförbrukningen år 2010 Högsta elförbrukning under vintern 2010/11 inträffade onsdagen den 22 december 2010, kl Under denna timme uppgick medelförbrukningen till MW. Huvuddelen av elförsörjningen (ca 87 %) tillgodosågs av inhemsk produktion medan resterande del (ca 13 %) var import. Importen skedde främst från Danmark men en betydande del kom även från Finland, Norge och Tyskland. Importkapaciteten från Polen var begränsad till noll av det polska systemansvariga företaget. I tabell 3 redovisas Sveriges effektbalans under denna timme. Vid tillfället fanns MW vindkraft installerat i Sverige. Av tabell 3 framgår att vindkraften vid tillfället producerade 330 MW, vilket gav en produktion på ca 15 % av maximal kapacitet. Produktionen i kategorin övrig värmekraft, MW (41 % av installerad effekt), kan jämföras med MW under den timme med högst elförbrukning vinter 2009/10, vilket var den 8 januari 2010 kl Vid prognostisering av vindkraften flera månader framåt i tiden tillämpar Svenska Kraftnät effektvärdet 6 procent av installerad effekt. Tabell 3. Sveriges effektbalans den 22 december 2010 kl Produktion inom landet: MW - Vattenkraft Kärnkraft Vindkraft Övrig värmekraft Summa Nettoimport: - Finland Norge Danmark Tyskland 300 Summa import Summa total effekt Källa: Svenska Kraftnät Elanvändning, elproduktion och export/import av el under perioden Under ett år varierar elanvändningen, den går ned under sommarmånaderna och ökar under vintermånaderna. Elproduktionen i alla kraftslag följer elanvändningen men mixen ändras vilket beror på bl.a. på tillgängligheten i kraftverken, framförallt tillgången på vatten i vattenkraftverken. Efterfrågan på el och tillgängligheten i kraftverken påverkar även behovet av import eller export av el. Om det inte blåser täcks således i dag minskad vindkraftproduktion av något annat kraftslag eller av import. Se figur 2. 5

6 Figur 2. Elanvändning, elproduktion per kraftslag, import-export, per vecka under , GWh 5 000, , , ,0 Gasturbinkraft Kondenskraft Kraftvärme, fjärrvärme Kraftvärme, industri Kärnkraft Vindkraft 1 000,0 Vattenkraft Import-export Summa användning: 0, , ,0 Källa: Svensk Energi, utredningstjänsten bearbetning På sikt ställe mer vindkraft högre krav på elsystemet Vindkraftsproduktionen varierar med hur mycket det blåser. På sikt och ju mer vindkraft som kommer in på den nordiska marknaden ställer det högre krav på flexibilitet i andra delar av elsystemet. Det gäller exempelvis krav på ökad reglerbarhet i värmekraftvek och i vattenkraftverk och på ökad överföringskapacitet för att kunna utnyttja existerande reglerbarheten i vattenkraften bättre. Planering av systemet sker i första hand genom den dagliga auktionen på elspot. Även relativt små variationer i vindhastighet kan ge stora variationer i vindkraftens elproduktion. Analyser baserade på budstatisk indikerar att det är mycket svårt att prognostisera vindkraftsproduktion, enligt Nordic Energy Perspectives 4 (NEP). En annan effekt av att vindkraften är svår att prognostisera är att de systemansvariga måste reservera mer kapacitet på nätet i samband med budgivningen till elspot. Ökade volymer vindkraft i det nordiska systemet kan även innebära ett ökat behov av att transportera kraft. Det finns stora geografiska variationer i vindhastighet. Om det är lite vindkraftproduktion i södra Norden kanske det 4 NEP var ett tvärvetenskapligt forskningsprojekt som har inbegripet forskargrupper från fyra nordiska länder och. Syftet med projektet är att ge ett bättre underlag för beslut om energi- och miljöpolitik på både nationell och internationell nivå. En andra fas av projektet genomfördes under

7 blåser mycket i norr, öster eller väster, dvs. kraften måste överföras från var vindkraftproduktionen sker. Dessutom kommer man att behöva utnyttja den lättreglerade vattenkraften i norr mer i förhållande till vindkraftproduktionen. NEP antar att en del eller kanske en stor del av vindkraften kommer att byggas i norr och därmed ökar behovet av överföring av el söderut. Genom elcertifikatsystmet, som nu även är gemensamt med Norge, investeras och byggs mycket ny elproduktion i Norden. Vid en långsam efterfrågeutveckling (olika prognoser och scenarier visar på detta, enligt NEP) kan utbyggnaden leda till ett kraftöverskott i Norden som med lönsamhet kan exporteras till kontinenten förutsatt att det finns överföringskapacitet, enligt NEP. Forsmarks reaktor 1 och 2 samt motsvarande antal vindkraftverk och effekt Elproduktionen i vindkraftverken är beroende av hur mycket det blåser där verken står. I bra vindlägen på land producerar ett mindre vindkraftverk el upp till av årets timmar, med en effekt som varierar med vindstyrkan. Detta motsvarar att vindkraftverket ger full effekt under cirka av årets timmar. Ett verk med effekten 1 MW producerar MWh el (ca 0,003 TWh) under ett år. I det följande görs ett beräkningsexempel och inte en regelrätt analys av effektbalansen 5, vilket egentligen skulle behövas. I exemplet beräknas ungefär hur många nya vindkraftverk som motsvarar Forsmarks reaktorer 1 och 2 effekt och energi. Forsmarkas reaktorer 1 och 2 har en sammanlagd installerad effekt på MW. Årsproduktionen beräknas till 17,2 TWh, dvs. en beräknad drifttid på cirka timmar 6. I tabell 3 redovisas den totala effekten och elproduktionen för olika maximal elproduktion i Forsmarks rektorer 1 och 2 och vad det motsvarar i effekt, elproduktion och antal vindkraftverk vid olika antaganden om drifttid, anläggningsstorlek m.m. Anläggningsuppgifterna för ny elproduktion 5 Utmaningen är den kontinuerliga balanshållningen i elsystemet där styrbar produktion och konsumtion måste kunna upprätthålla balansen i alla tidsskalor. Med större mängder vindkraft blir det större osäkerheter i balanshållningen eftersom vindkraftsprognoser har betydligt sämre noggrannhet än motsvarande elförbrukningsprognoser. Effektbalansen måste även upprätthållas vid låg vindkraftproduktion och hög elförbrukning och då är dimensioneringen för hur mycket kapacitet som behöver installeras av stor vikt. Idag är att det relativt sällan, vart 5:e eller vart 10:e år kan bli mycket hög elförbrukning. Samtidigt kan det vara hög elförbrukning i våra grannländer vilket minskar möjligheten till import. Med mycket vindkraft så kommer samma situation att fortsätta att existera, men inte bara konsumtionsnivån, utan även den varierande vindkraften kommer ha betydelse. Vid dimensioneringen av elsystemet, för att kunna klara dessa situationer på ett rationellt sätt måste därmed vindkraftsproduktionen i såväl Sverige som i grannländerna vid hög elförbrukning beaktas. 6 Elproduktionen från Forsmarksverket varierar något år från år. Faktorer som påverkar produktionsresultatet är exempelvis revisionslängder, oplanerade produktionsstopp och behov av nedreglering av kraftbalansskäl. År 2004 producerade reaktor 1 och 2 tillsammans ca 16 TWh och år 2011 ca 15 TWh. 7

8 (främst utnyttningstiderna 7 ) är hämtade från Elforsk 8 rapport El från nya och framtida anläggningar 2011, se Tabell 3. Forsmarks reaktor 1 och 2 på MW och motsvarande effekt och antal vindkraftverk Effekt per verk, MW Sammanlagd effekt för vinkraftpark I drift ca antal timmar/år Sammanlagd effekt (MW) vid elproduktion 17,2 TWh Antal verk Forsmark 1 och 2 2* Antal vindkraftparker = Vindkraft land, liten Vindkraft land, mellan Vindkraft land, stor Vindkraft hav, mellan Vindkraft hav, stor Källa: Vattenfall, Elforsk, utredningstjänstens beräkningar Avveckling av kärnkraftverk på kort sikt i Sverige och elpriset Det är komplicerat att analysera olika effekter av en tänkt avveckling av kärnkraften på kort sikt och av det få någon överblick av hur det skulle påverka spotmarknaden och elpriserna under de kalla perioderna. Det skulle kräva en analys av hela energisystemet på liknade sätt som Energimyndigheten gör i sina prognoser. Utredningstjänsten har inte resurser att göra sådana analyser. Generellt kan dock sägas att ett sådant kärnkraftbeslut innebär stor påverkan på elmarknaden i form av ökad produktion i befintlig kraftproduktion (ofta fossil), ny kraftproduktion, ökad import av el, ökade elpriser för konsumenterna (stor prispåverkan under de kalla perioderna) och även för handelssystemet för utsläppsrätter. Effekterna av ett sådant beslut kommer att påverka hela Norden och delar av Noreuropa. I sammanhanget bör även beaktas det tyska beslutet att avveckla kärnkraften som förväntas påverka bl.a. elpriserna, inte bara i Tyskland utan även i stora delar av Europa inklusive Sverige. Uppgraderingar av effekten av kärnkraftverken fick konsekvenser för produktionen i verken under 2009 och 2010 och under vissa perioder har priserna påverkats på marknaden. Se figur 3. Det finns dock många andra faktorer som påverkar elpriserna. Elmarknaden är i huvudsak nordisk men pris- 7 När det gäller beräkningsunderlag generellt för nya elproducerande anläggningar anger Elforsk olika utnyttjningstider (antal drifttimmar) för de olika kraftslagen. Utnyttjningstid definieras som planerad årsproduktion dividerad med märkeffekt, dvs. ekvivalent fullasttid, vid 100 % tillgänglighet, enligt Elforsk. 8 Elforsk AB ägs av Svensk Energi och Svenska Kraftnät. Det övergripande syftet är att rationalisera den branschgemensamma forskningen och utvecklingen. Verksamheten bedrivs i form av samlade ramprogram och som enskilda projekt. Förslag till FoU-insatser kommer från företagen i ägarkretsen och internt samt från externa samarbetsparter. 8

9 kopplingar och kraftflöden beräknas gemensamt på de europeiska elmarknaderna. Elproduktionens sammansättning i Norden varierar över året och mellan år. Beroende på nederbörd varierar vattenkraftproduktionen vilket innebär att elpriserna kan skifta mycket. Även elförbrukningen är olika över tiden vilket bl.a. beror på temperaturvariationer och konjunkturläge. Från bland annat dessa förutsättningar för utbud och efterfrågan påverkas elpriset. Några fler faktorer framgår även av figur 3. Figur 3. Nord Pool: Spotpriset på el och påverkande faktorer under perioden , euro/mwh Källa: Svensk Energi Kraft- och effektbalansen vid en eventuell avveckling av kärnkraft i Sverige Vid en snabb avveckling av en eller flera reaktorer i Sverige kan det bli fråga om energibrist och effektbrist. Energibrist är ett energisystem som inte kan leverera den energimängd som efterfrågas under en viss tid. Energibrist, allt annat lika, kan uppstå t.ex. vid ett torrår i ett vattenbaserat elsystem eller vid utebliven bränsleleverans i ett bränslebaserat elenergisystem. Effektbrist innebär ett tillstånd då elenergisystemet saknar kapacitet att omedelbart leverera efterfrågad effekt. Effektbrist uppstår när produktionskapaciteten eller distributionsnätet inte räcker till. En nedläggning av exempelvis Forsmarksverket skulle få stora konsekvenser för kraftbalansen och effektbehovet i systemet. Det svenska elsystemet har i dag en marginal på ca MW under en s.k. tioårsvinter då efterfrågan på el och effekt är som högst. Om man lägger ned Formarks reaktorer 1-3 innebär det att drygt MW tas bort från systemet och effektbrist i systemet kan uppstå, enligt Svenska Kraftnät. Vidare är verket av betydelse vid överföring av el från Norrland till södra Sverige. Stamnätet skulle inte fungera alls i många län i östra Sverige, däribland Stockholm, om anläggningen lades ned i dag. Det finns gamla oljekondensanläggningar i västra Sverige och i Skåne. Dessa anläggningar ligger i malpåse med lång återstartstid. De gamla kondensverken skulle i ett avvecklingsscenario kunna förbättra kraftbalansen i elsystemet, men det 9

10 löser inte överföringen av kapacitet från Norrland eller problemet med stamnätet i de östra delarna av Sverige, enligt Svenska Kraftnät. Källor: SCB, Kommunal och regional energistatistik, databasen, se aspx Elforsk, Elanvändningen i Norden om tio år Elforsk rapport 06:05, se SCB, Regional statistik: Nationalräkenskaper, näringsverksamhet, databaser, se aspx Vattenfall, Forsmarksverket, se Elforsk, El från nya och framtida anläggningar 2011, se Svensk Energi, Nordic Energy Perspectives (NEP), se Svenska Kraftnät, Kraftbalansen på den svenska elmarknaden vintrarna 2010/2011 och 2011/2012, se Magnus Thorstensson, Svensk Energi 10