”Fjärrvärme kan stärka elsystemet”
Svante Monie, Uppsala universitet, visar
i sin doktorsavhandling bland annat hur fjärrvärmesektorn kan svara för en betydligt större del av Sveriges elbehov än i dag.
Elbehovet väntas öka dramatiskt under de kommande decennierna, bland annat som ett resultat av klimatomställningen med elektrifiering av bland annat industriprocesser och transporter som viktiga delar.
– Fjärrvärmesystemet kan bidra med betydligt mer elproduktion än i dag, säger Svante Monie, och berättar att även om det är lättare att lagra och spara värme än el, har det hittills i allmänhet varit värmelasten som styrt energiproduktionen i fjärrvärmesektorn. Elen har varit mer eller mindre en biprodukt.
I sin avhandling i teknisk fysik med inriktning mot byggd miljö vänder han på perspektivet och visar hur man i ett framtida energisystem med stora andelar variabel sol- och vindkraft kan stärka elsystemet genom att använda fjärrvärmesystemen. Nyckeln är kraftbalanserade tjänster, det vill säga att fjärrvärmeanläggningarnas produktion planeras, och i viss mån även justeras i realtid, utifrån det väntade elbalansbehovet.
– Om vi prioriterade behovet av att balansera elnätet skulle vi kunna producera el och värme i kraftvärmeverken när elbehovet är stort och konsumera el för värmeproduktion i värmepumpar när det finns god tillgång. Producerad värme som det saknas direkt behov av kan lagras i storskaliga värmelager för att konsumeras under de kallare delarna av året.
Till viss del sker detta redan.
– Mälarenergi i Västerås, till exempel, håller på att konvertera tre före detta oljedepåer i bergrum till värmelager. Tanken är bland annat att slippa använda spetspannor när det är extra kallt, men också att kunna producera maximal elkapacitet.
Kostnaden för att lagra värme är dessutom ungefär en faktor tusen jämfört med att lagra el.
En del av resonemangen i avhandlingen bygger på antagandet att sol- och vindkraft är väsentliga delar av det framtida svenska energisystemet.
– I modellen står vindkraft för 60 procent av energiförsörjningen (i dag är andelen 20 procent) och solenergi för tio procent (i dag mindre än en procent.). Vi valde att inte inkludera styrbara elslag som vatten- och kärnkraft.
Är det realistiskt med så mycket vind- och solenergi inom exempelvis tio år?
– Ja. I Tyskland har man redan över tio procent solenergi i sitt energisystem och i Danmark över 50 procent vindkraft i sitt.
Det finns cirka 500 lokala fjärrvärmesystem i Sverige, varav ett drygt 100-tal har kraftvärmeverk som kan producera både värme och elektricitet.
Topplasttimmen, den timme när elbehovet var som störst under 2021, producerade kraftvärmeverken i Sverige enbart 34 procent av sin toppkapacitet, vilket antyder vilken potential det finns.
– På ett år producerar fjärrvärmesektorn fem procent av Sveriges elbehov. Enligt våra studier kan den andelen fördubblas, bland annat genom att använda storskaliga värmelager som buffert.
För det krävs det bland annat komplettering av de lokala kraftvärmeverken med stora värmelager och i vissa fall värmepumpar, men även justeringar i regelverk, skatteregler, tariffer, avgifter och annat som håller tillbaka fjärrvärmeproducenterna från att producera mer el, enligt Svante Monie.
– En svag punkt som våra studier pekar på är att om kraftvärmeverk ska fokusera på att producera el kommer antalet drifttimmar att minska, vilket det krävs kompensation för. Att skattebefria värmepumpar som bidrar till att balansera elnätet skulle kunna göra det mer ekonomiskt lönsamt.
– Att det i ett fjärrvärmesystem finns kraftvärmeverk som producerar el och värmepumpar som konsumerar el är inget nytt. Det nya är att produktionen inte planeras utifrån värmebehov, utan elbalanseringsbehov.
En större samordning av el- och värmeproduktionen väntas även minska behovet av biomassa som bränsle och höja Sveriges energisäkerhet.
Text: Mikael Bergling
