Power generation and stability of the Swedish electricity system 2045

På grund av energiomställningen, Sveriges mål om att ha en fossilfri elproduktion 2040 samt målet om nettonollutsläpp av växthusgaser 2045 förväntas en omfattande utbyggnad av förnybara energikällor ske. I denna rapport har därför elbehovet, potentialen för elproduktion, möjliga framtida systemproblem samt lösningar undersökts. Efter en omfattande litteraturstudie har det framkommit att elbehovet kommer att öka till det dubbla i Sverige och den största delen av detta ökade behov förväntas komma från vätgasproduktion för tillverkning av fossilfritt stål. Då antal parter som styr investerinsbesluten för de mest energikrävande projekten är få, råder stor osäkerhet kring hur stor denna ökning faktiskt kommer att bli. I det högsta fallet kan elbehovet uppgå till 370 TWh. Med antagandet att elektrifieringstakten i samhället är hög tillsammands med insikten att Sverige har ambitiösa energi- och klimatmål är det sannolikt att det inhemska elbehovet kommer ligga i närheten av 286 TWh. Utöver det förväntas effektbehovet och därmed effektbehovet under topplasttimmen öka markant. Det kommer med stor sannolikhet ligga i intervallet 42 - 49 GW. När det gäller utbyggnad av vattenkraft verkar det osannolikt med nybyggnation. Kärnkraftens potential och produktion i framtiden kommer bero på ett antal lagar om konstruktion av nya reaktorer, huruvida befintlig kärnkrafts livstid förlängs bortom 60 år samt möjligheten att hantera avfallet. Vindkraften spås bli det dominerande kraftslaget med en årsproduktion på upp till 157 TWh men där det finns ett antal flaskhalsar i form av ansökningsprocessen samt intressekonflikter med andra intressenter som påverkar utbyggnadstakten. Solkraftens potential bedöms vara god trots att Sverige har låg solpotential jämfört med många andra länder, detta då solkraften har få intressekonflikter med andra intressenter. Kraftvärmen kan öka sin elproduktion i det fall då antalet produktionstimmar ökar och värmekraften tar tillvara på spillvärmen. Denna potent

Sverige har ambitiösa mål för att bli mer hållbart, inklusive att ha en fossilfri elproduktion 2040 och nollutsläpp av växthusgaser 2045. Examensarbetet utforskar möjliga utmaningar som systemet kan ställas inför genom att titta på landets framtida elbehov och potentialen för de energikällor som kan byggas i Sverige. Rapporten visar att elbehovet kommer att fördubblas, främst på grund av det tillkommande behovet av den fossilfria stålproduktionen. Men det finns osäkerhet kring hur stor denna ökning exakt kommer att vara. Vindkraft förväntas bli den största energikällan, men det finns utmaningar med att bygga ut den då endast en liten del av Sveriges yta är tillgäglig för vindkraften. Dessutom visar det sig att en stor del av projekten inte godkönns i den långa ansökningsprocessen. Solkraft har också potential trots Sveriges låga solinstrålning. Detta beror främst på att den kan byggas på platser där andra energikällor inte får vara. En del av kärnkraften når slutet av sin livlängd och om inte mer kärnkraft byggs ut kan det uppstå problem med elnätets stabilitet. En lösning kan vara att offra en liten del av vindkraftenens produk- tion för att hjälpa till att stabilisera systemet. Detta sker genom att justera hastigheten med vilken vindturbinerna roterar. För att säkerställa att det alltid finns tillräckligt med el, även när det inte blåser eller solen inte lyser, behövs flexibilitet i systemet. Flexibilitet introduceras exempelvis genom energilagring samt genom tillfällig sänkning av förbrukningen. Sammanfattningsvis visar detta arbete att även om det finns utmaningar framför oss, finns det också lösningar som kan hjälpa Sverige att uppnå de satta hållbarhetsmålen men att denna omställning kräver en del investeringar i både utbyggnad samt flexibilitet.