Remisseminarium om Färdplan el

(1)

Remisseminarium för analysrapport till

Färdplan el – för ett fossilfritt samhälle

(2)

Färdplan el

Elanvändningens utveckling

(3)

Utvecklingen av elanvändningen i Sverige 1970–2016

0 20 40 60 80 100 120 140 160

TWh

Överföringsförluster Fjärrvärme, raffinaderier m.m.

Bostäder och service m.m.

Transporter Industri

Figuren till vänster anger elanvändningen inklusive distributionsförluster (heldragen linje) och exklusive distributionsförluster (streckad linje). Figuren till höger anger den sektorsvisa elanvändningens utveckling i Sverige under samma period.

Källa: Energiläget 2018

(4)

Elanvändningsutveckling

• Tre viktiga källor för färdplansscenariots elanvändning:

• Energimyndighetens högelscenario från deras långsiktsscenarier

• Svenska kraftnäts långsiktsscenarier för elsystemets utveckling fram till år 2040

• Swecos ”Klimatneutral konkurrenskraft – kvantifiering av åtgärder i

klimatfärdplaner” (för Svenskt näringsliv)

(5)

Färdplansscenariot - elanvändningsutveckling

Inkl. förluster

Förlusterna beräknas i samband med

produktionsberäkningarna.

Här redovisas endast en uppskattning

190 TWh

(6)

Färdplansscenariot – exempel på tillkommande elanvändning

• Transporter

• Omfattande elektrifiering

• 2030: 20% elbilar; 2045: drygt 70 % elbilar.

• Även elektrifiering av tunga fordon och arbetsmaskiner

• ”Smart laddning”

• Driftel

• Serverhallar/datacenter: 2030: +3 TWh; 2045: +7 TWh

• Industri

• Ståltillverkning, vätgasbaserad reduktion (”Hybrit”) +15 TWh 2040 (5 TWh redan före 2035)

• Elektrifiering av värmnings- och värmebehandlingsugnar

• Elektrifiering även inom gruvor, cement och kemi

(7)

Färdplansscenariot - elanvändningen per sektor

(8)

Elanvändningens toppeffekt i färdplansscenariot

2020 2025 2030 2035 2040 2045

Elanvändning toppeffekt 26,1 27,4 28,1 29,1 31,0 31,6 (GW)

Effektbehovet ökar långsammare än energianvändningen till följd av jämn användning inom

industrin och smart laddning av elfordon. Ger ändå en tydlig

maxeffektökning jämfört med de senaste 20 åren.

Inkl. förluster

samt Nordel/ENTSO-E

(9)

Färdplan el

Produktionsscenarier

(10)

Tre scenarier för att möta efterfrågan

Förnybart centraliserad Förnybart

decentraliserad Förnybart och

kärnkraft

Vattenkraft Effektutbyggnad Som idag Som idag

Kärnkraft Avvecklas till 2045 Avvecklas till 2045 Livstidsförlängning

Vindkraft Landbaserad övervägande i norr, havsbaserad i söder

Placeras övervägande nära förbrukningen, något mindre parker

Övervägande landbaserad, spridning som idag (70% nytt i norr)

Solkraft Övervägande i större parker Övervägande småskaligt på hustak

Övervägande småskaligt på hustak

Kraftvärme Viss ökning jämfört med idag Utbyggnad av kraftvärme och mottryck

Viss ökning jämfört med idag Energilager Centralt placerade främst för

systemtjänster

Placeras i huvudsak i samband med småskalig produktion och för flaskhalshantering

Mittemellan de två andra scenarierna

Efterfrågeflexibilitet Främst inom industri Inom industri och hushåll Mittemellan de två andra scenarierna (lägre behov)

*övriga Norden och resten av Europa är identisk mellan scenarierna med tanke på elanvändning, produktion och nät

(11)

Produktionen är dimensionerad för att klara effekthållningen nationellt ett normalår

Installerad effekt

16,300 19,500 16,300 16,300

7,500

35,500

30,700

23,800 8,600

0

0 6,700

4,600

4,300

5,600 4,300

1,100

5,400

4,300 3,700

5,500

15,800

11,600

0 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000 60,000 70,000 80,000

Svk prognos (2018/2019) Förnybart centraliserad Förnybart decentraliserad Förnybart och kärnkraft

Installerad effekt [MWh/h]

Vattenkraft Vindkraft Kärnkraft Kraftvärme Spetslast Sol Maximallast

2045 2018/2019

Tillgänglig effekt*

* Tillgänglig effekt har definierats enligt den metod Svk använder i sin årliga rapport ”Kraftbalansen på den svenska elmarknaden”

13,400 17,000 13,400 13,400

676

4,500

3,750 2,891

3,464

3,200

4,500 3,200

7,727 0

0 6,009

1,012 4,900

3,900

3,300

0 0

2250 0

0

2700 4500 3500

0 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000 60,000 70,000 80,000

Svk prognos (2018/2019) Förnybart centraliserad Förnybart decentraliserad Förnybart och kärnkraft

Effekt [MWh/h]

Vattenkraft Vindkraft Kraftvärme Kärnkraft Spetslast Batteri Flex Maximallast

2045 2018/2019

(12)

Ingen nettoexport i de förnybara

scenarierna 2045

(13)

Färdplan el

Investeringskostnader elproduktion

(14)

Investeringskostnaderna kommer att öka betydligt jämfört med idag …

0 50 100 150 200 250 300

1941-1950 1951-1960 1961-1970 1971-1980 1981-1990 1991-2000 2001-2010 2011-2020 2021-2030 2031-2040 2041-2050 Inve

ster ings kost nade r [m rd S EK]

Wind_Onshore Wind_Offshore Solar Nuclear Hydro_RoR Hydro_Res GT Extraction EX_GT_Gas Condensing CHP

0 50 100 150 200 250 300 350

2021- 2030

Havsbaserad vindkraft Landbaserad vindkraft Solar PV

Kärnkraft Vattenkraft Gasturbiner Kondenskraft Kraftvärme

Investeringsbhov [miljarder SEK]

Investeringar i kraftproduktion i ”Förnybart centraliserad” i ett historiskt perspektiv (modellerad) 596 mrd SEK

(15)

Investeringskostnaderna kommer att öka betydligt jämfört med idag …

0 50 100 150 200 250 300

1941-1950 1951-1960 1961-1970 1971-1980 1981-1990 1991-2000 2001-2010 2011-2020 2021-2030 2031-2040 2041-2050 Inve

0 50 100 150 200 250 300 350

2021- 2030

(16)

Investeringskostnaderna kommer att öka betydligt jämfört med idag …

0 50 100 150 200 250 300

1941-1950 1951-1960 1961-1970 1971-1980 1981-1990 1991-2000 2001-2010 2011-2020 2021-2030 2031-2040 2041-2050 Inve

0 50 100 150 200 250 300 350

2021- 2030

• 1,5 Beijing OS

• 2 höghastighetståg mellan Stockholm och Göteborg/Malmö

• 12 svenska försvarsbudgeter

• 20 tilltänkte Northvolt batterifabriker

• Ekonomiska förlusten av 400 Tysklands matcher i fotbolls-VM som spelas kl.

16.00 istället för kl. 20:00

• 1200 auktionerade Ferrari 250 GTO

(17)

Investeringskostnaderna kommer att öka betydligt

jämfört med idag, dock i nivå med investeringstakten på 1970- och 1980-talet

0 50 100 150 200 250 300

1941-1950 1951-1960 1961-1970 1971-1980 1981-1990 1991-2000 2001-2010 2011-2020 2021-2030 2031-2040 2041-2050 Inve

0 50 100 150 200 250 300 350

2021- 2030

(18)

Investeringsbehovet i elproduktion 2021- 2050 kan skilja upp till 80 miljarder

Alla scenarier – alla kraftslag

0 50 100 150 200 250 300 350

2021-2030 2031-2040 2041-2050 Inve

ster ings beho v [m iljar der S EK]

Förnybar central

Kraftvärme Kondenskraft

Gasturbiner Vattenkraft

Kärnkraft Solar PV

Landbaserad vindkraft Havsbaserad vindkraft

0 50 100 150 200 250 300 350

2021-2030 2031-2040 2041-2050 Inve

ster ings beho v [m iljar der S EK]

Förnybar decentral

Kärnkraft Solar PV

0 50 100 150 200 250 300 350

2021-2030 2031-2040 2041-2050

Inve ster ings beho v [m iljar der S EK]

Fossilfri

Kärnkraft Solar PV

Förnybart centraliserad Förnybart centraliserad Förnybart decentraliserad Förnybart och kärnkraft Förnybart decentraliserad Förnybart och kärnkraft

Investeringsbehov [miljarder SEK] ³⁰⁰

250 200 150 100 50 0

Investeringsbehov [miljarder SEK] ³⁰⁰

250 200 150 100 50

0 Investeringsbehov [miljarder SEK] ³⁰⁰

250 200 150 100 50 0

638 mrd SEK 557 mrd SEK

596 mrd SEK

(19)

Investeringsbehovet i elproduktion 2021-2050 kan skilja upp till 80 miljarder. Reinvesteringar utgör ca 45-52 % av de totala investeringarna

Alla scenarier – alla kraftslag

2019-08-30 19

0 50 100 150 200 250 300 350

2021-2030 2031-2040 2041-2050

Investeringsbehov [miljarder SEK]

Reinvesteringar Nyinvesteringar

Förnybart centraliserad Förnybart decentraliserad Förnybart och kärnkraft

0 50 100 150 200 250 300 350

2021-2030 2031-2040 2041-2050

0 50 100 150 200 250 300 350

2021-2030 2031-2040 2041-2050

596 mrd SEK

(20)

Färdplan el

Investeringskostnader elnät

(21)

Metodik stamnätsinvesteringar

0 1 2 3 4

2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040 2041 2042 2043 2044 2045 2046 2047 2048 2049 2050

Central Stamnät Reinvesteringar

Utfall Prognos enl.

investeringsplan Svk Sweco analys

Marknadsintegration Systemförstärkning

Nyanslutning elproduktion

Nyanslutning elanvändning

Marknadsintegration Systemförstärkning

Drivkrafter för nyinvesteringar (scenariospecifika)

=> är input/output från elmarknads- modellen

Marknadsinteg ration Systemförstärk

ning

Marknadsinteg ration Systemförstärk

ning

Markna dsinteg ration System förstär kning

Reinvesteringsbehov 2021-2050*:

42 miljarder SEK

(22)

Metodik region- och lokalnätsinvesteringar

Region- och lokalnätsinvesteringar:

• Reinvesteringsbehov

• Kapitalbasstruktur används för identifiering av reinvesteringsbehov

• Sweco rapport ”Nätföretagens drivkrafter för investeringar”

• Scenariospecifika bedömningar av nyinvesteringar

• Diskussion, workshop och dialog med elnätsreferensgrupp för kvalitativ och kvantitativ bedömning av drivkrafter för nyinvesteringar i scenarion

0 2 4 6 8 10 12 14

2014 MSEK (2014 års värde)

2012 2013 2015 2016 2017 2018 2019

RER REL

Investeringsprognoser

(23)

Investeringsbehovet i nätet 2021-2050 kan skilja upp till 7x miljarder

Alla scenarier – alla nät

2019-08-30 23

0 50 100 150 200 250

2021-2030 2031-2040 2041-2050

Reinvesteringar stamnät Nyinvesteringar stamnät Reinvesteringar regionnät Nyinvesteringar regionnät Reinvesteringar lokalnät Nyinvesteringar lokalnät 0

50 100 150 200 250

2021-2030 2031-2040 2041-2050

0 50 100 150 200 250

2021-2030 2031-2040 2041-2050

0 50 100 150 200 250

2021-2030 2031-2040 2041-2050

516 mrd SEK

(24)

Reinvesteringsbehovet dominerar 2021-2050 - står för ca 70 %

Alla scenarier – alla nät

2019-08-30 24

0 50 100 150 200 250

2021-2030 2031-2040 2041-2050

Reinvesteringar stam-, region- och lokalnät Nyinvesteringar stam-, region- och lokalnät 0

50 100 150 200 250

2021-2030 2031-2040 2041-2050

0 50 100 150 200 250

2021-2030 2031-2040 2041-2050

0 50 100 150 200 250

2021-2030 2031-2040 2041-2050

516 mrd SEK 485 mrd SEK 441 mrd SEK

(25)

Färdplan el

Systemtjänster

(26)

Metodik

• Frekvensstabilitet – snabba reserver och svängmassa

• Balans och frekvensstabilitet (långsamma

frekvensvariationer) –

återställande reserver och icke-planerbar produktion

• Spänningsstabilitet – förmåga för reaktiv effekt

0 100 200 300 400

2025 2030 2035 2040 2045

Dagar

Förnybart Centraliserad

>90 80-90 70-80 60-70 50-60

0 100 200 300 400

2025 2030 2035 2040 2045

Dagar

Förnybart och kärnkraft

>90 80-90 70-80 60-70 50-60 0

100 200 300 400

2025 2030 2035 2040 2045

Dagar

Förnybart decentraliserad

>90 80-90 70-80 60-70 50-60

Antal dagar med svängmassa inom vissa intervaller

Indikator

0 2 4 6 8 10

2025 2030 2035 2040 2045

Tid [1000 h]

0-50 50-60 60-70 70-75 75-100 0

2 4 6 8 10

2025 2030 2035 2040 2045

Tid [1000 h]

0-50 50-60 60-70 70-75 75-100 0

2 4 6 8 10

2025 2030 2035 2040 2045

Tid [1000 h]

Förnybart centraliserad

0-50 50-60 60-70 70-75 75-100

Andel icke-planerbar produktion, ändringar i nettolast

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

2020 2025 2030 2035 2040 2045

Maximal ändring i nettolast [MW]

0 500 1000 1500 2000 2500

2020 2025 2030 2035 2040 2045

[MVAr]

Förnybart centralicerad Förnybart decentraliserad Förnybart och kärnkraft

Förmåga att leverera reaktiv effekt

Antal dagar med lägre svängmassa än

motsvarande 90 GWs i Norden ökar

Snabba ändringar i nettolast

Förmågan att leverera reaktiv effekt minskar i SE3 i samtliga scenarier

(27)

Uppskattad kostnad för balansreglering

(inklusive kostnader för avhjälpande av brist på svängmassa)

0 5 10 15 20 25 30

2020 2025 2030 2035 2040 2045

Kostnad [miljarder SEK/år]

(28)

Färdplan el

Systemkostnader

(29)

Utveckling systemkostnad

(streckade linjer inklusive värdet av export)

0 20 40 60 80 100 120 140

2020 2025 2030 2035 2040 2045

Årlig kostnad [mdkr]

Systemkostnad

0 10 20 30 40 50 60 70

2020 2025 2030 2035 2040 2045

Årlig kostnad [öre/kWh]

Systemkostnad

(30)

Skillnaden i systemkostnad kommer främst

från systemtjänster och lager samt i viss mån produktion och nät

22 27 29 33 35 38

526 527 538 609 6311 6325

0 20 40 60 80 100 120 140

2020 2025 2030 2035 2040 2045

Förnybart centraliserad

Nät Produktion System

22 28 30 32 33 34

526 517 527 548 569 65 11

0 20 40 60 80 100 120 140

2020 2025 2030 2035 2040 2045

Nät Produktion System

22 27 30 32 34 36

526 537 568 6210 6511 6521 6

0 20 40 60 80 100 120 140

2020 2025 2030 2035 2040 2045

Nät Produktion System Energilager

(31)

Klimatpåverkan och resurseffektivitet

Jenny Gode, 2019-08-30

(32)

Låga utsläpp från svensk elproduktion

historiskt och i de tre framtidsscenarierna

Idag ca 25 g/kWh_el (LCA-perspektiv) Jämför:

Norden: ca 75 g/kWh EU: ca 500 g/kWh

Scenarierna: 10-12 g/kWh_el (LCA-perspektiv)

(33)

Direkta utsläppen (förbränning) minskar

• Minskade direkta utsläpp (förbränning)

• Kvarstående utsläpp 2045 i princip endast från

avfallsförbränning

• Ökade livscykelutsläpp

• Främst från vind- och solkraft

• potential till utsläppsminskning, t.ex. CCS och teknikutveckling

• Resurseffektiviteten ökar, särskilt

i scenarierna med bara förnybart

(34)

Slutsatser

• Svensk elproduktion fortsätter att ha låg klimatpåverkan

• Kvarstående direkta utsläpp år 2045 utgörs i princip bara av förbränning av plast i avfall – utvecklingen av återvinning, CCS och plastanvändning i samhället påverkar elsektorns utsläpp

• Utmaning att få ned livscykelutsläppen från produktion av

vindkraftverk och solceller – teknikutveckling och CCS viktiga åtgärder

• I scenarierna med helt förnybart elsystem ökar resurseffektiviteten kraftigt

• Ökad elektrifiering innebär att svensk elproduktion bidrar till minskad

klimatpåverkan och ökad resurseffektivitet även i andra sektorer och

samhället i stort

(35)

(36)