Why are wind and solar challenging – beyond uneven production?

Medverkande: En programledare (programledare), Jan Blomgren (expert)

Ämnen

• Skillnader i elproduktion: Diskussion om hur elektricitet från vind- och solkraft skiljer sig fysiskt från den som produceras av traditionella kraftverk, med fokus på synkrona och asynkrona generatorer och deras inverkan på nätstabilitet.
• Rotationströghetens betydelse: Förklaring av hur tunga roterande maskiner i traditionella kraftverk bidrar till elnätets stabilitet genom inbyggd tröghet, med kärnkraftverket Oskarshamn-3 som ett konkret exempel.
• Stabilitetsproblem med förnybar energi: Analys av hur minskningen av tunga roterande maskiner, till förmån för lättare vind- och solkraft, leder till ökade problem med systemstabilitet i elnätet.
• Strömavbrottet i Spanien 2025: Genomgång av ett dramatiskt exempel på systemkollaps på grund av instabilitet i ett elnät med hög andel förnybar energi, där skyddssystem stängdes ner i en kedjereaktion som drabbade hela den iberiska halvön.
• Otillräckliga lösningar för stabilitet: Diskussion om tekniska lösningar som svänghjul och elektroniska omvandlare, vilka bedöms vara dyra, energikrävande och leda till sämre elkvalitet, snarare än att lösa grundproblemet.
• Begränsningar med energilagring: Utvärdering av batteriparker och andra lagringsmetoder, där det konstateras att de är extremt dyra och otillräckliga i skala för att hantera storskaliga fluktuationer i ett nationellt elnät.
• Vind- och solenergins roll: Argumentation för att vind- och solenergi endast bör spela en liten, kompletterande roll i elsystemet och är bäst lämpade för nischapplikationer som avlägsna öar eller satelliter, snarare än som grundläggande energikälla.
• Batteriers specifika användningsområden: Förklaring av att batterier är oersättliga för kortvarig felsäkerhet, som på sjukhus, för att ge tid att starta reservsystem, men inte som en primär energikälla för ett helt land.

Positioner

• Jan Blomgren (Elektricitet från vind- och solkraft skiljer sig fysiskt från traditionell kraft.): Traditionella kraftverk använder synkrona generatorer som aktivt producerar 50 pulser per sekund och bidrar med rotationströghet. Vind- och solkraft använder asynkrona generatorer eller elektroniska omvandlare som passivt följer systemet och saknar denna stabiliserande tröghet.
• Jan Blomgren (Ökad andel vind- och solkraft leder till minskad stabilitet i elnätet.): Tunga roterande maskiner i traditionella kraftverk (som Oskarshamn-3) ger en kolossal rotationströghet som motverkar störningar. När dessa ersätts med lättare, tröghetslösa system från vind- och solkraft, förlorar nätet sin förmåga att hantera instabilitet, vilket kan leda till kaskadavstängningar som i Spanien 2025.
• Jan Blomgren (Batteriparker och andra lagringslösningar är inte realistiska för att stabilisera ett helt lands elsystem.): Att kompensera vindkraftens fluktuationer med batterier i bara några dagar skulle kosta motsvarande Sveriges statsbudget i 300 år. Dessutom skulle alla världens batterier producerade under ett år bara kunna försörja världen med energi i några minuter. Svänghjul och elektroniska omvandlare är dyra och skapar andra problem (t.ex. lågkvalitativ elektricitet).
• Jan Blomgren (Vind- och solenergi bör användas som komplement i nischer, inte som grundläggande energikälla.): De kan vara användbara för små, isolerade system som öar eller satelliter, men om de utgör basen i ett nationellt elsystem uppstår stora stabilitetsproblem.
• Jan Blomgren (Batterier är oersättliga för kortvarig felsäkerhet, men inte för storskalig energilagring.): Batterier ger tid att starta reservsystem (t.ex. dieselgeneratorer) vid strömavbrott, vilket är avgörande för kritiska funktioner som på sjukhus. De innehåller dock inte tillräckligt med energi för att driva ett helt land under längre perioder.

Slutsatser

• Traditionella kraftverk med synkrona generatorer och stor rotationströghet är avgörande för stabiliteten i elnätet genom att aktivt upprätthålla frekvensen på 50 pulser per sekund.
• Ökad andel vind- och solkraft, som saknar denna inbyggda tröghet och stabilitet, leder till ett mer sårbart elsystem med risk för omfattande strömavbrott och kaskadavstängningar.
• Tekniska lösningar som batteriparker, svänghjul och elektroniska omvandlare är antingen extremt dyra, otillräckliga i skala eller försämrar elkvaliteten, och kan inte ersätta den grundläggande stabiliteten från traditionella kraftverk.
• Vind- och solenergi har en plats som komplement i specifika nischer, men är olämpliga som primära energikällor för ett nationellt elnät. Batterier är bäst lämpade för kortvarig, kritisk reservkraft, till exempel på sjukhus.