Idag är det midsommardagen. Så här års lyser solen mer än någonsin i Sverige. Så jag kom att tänka på solenergins framtid i vårt land och plockade fram lite fakta.
Sveriges elproduktion 2016, fördelat på energikällor.
Sverige förbrukade 154,1 TWh elektricitet år 2016 om man räknar bort en viss export och import. Vattenkraft och kärnkraft svarade vardera för 40 procent, medan vindkraft och värmekraft svarade för ca 10 procent vardera. Mer än halva elproduktionen kommer nu från förnybara energikällor, främst vattenkraft och vindkraft. I stort sett ingenting är fossil energi.
För kärnkraften finns en betydande osäkerhet i framtiden. Flera reaktorer har lagts ner nyligen och de övriga har begränsad livslängd. Men vad ska i så fall ersätta den basproduktion om 40 procent som kärnkraften svarar för.
Vindkraften har ju ökat väsentligt under senare år och svarar nu för 15,4 TWh tack vare systemet med elcertifikat, som ska stimulera förnybar elproduktion. Producenterna av förnybar el får ett elcertifikat för varje producerad MWh och alla elhandelsföretag är skyldiga att köpa och redovisa elcertifikat motsvarande en viss andel av sin elförsäljning. Kostnaden tas ut av kunderna. Målet är att användningen av el från förnybara energikällor ska öka med 30 TWh från 2002 års nivå till år 2020, så vindkraften borde kanske fördubblas på fem år om detta mål ska nås.
Solel svarade 2016 för en så liten andel att den inte redovisas, 0,08 procent av elförbrukningen. I Sverige finns det drygt 10 000 nätanslutna solcellsanläggningar med en total installerad effekt på över 140 000 kW. De små anläggningarna, med en installerad effekt upp till 20 kW, står för 52 procent av den installerade effekten. Resterande anläggningar har oftast en installerad effekt mellan 20 kW och 1 000 kW. Endast tre anläggningar har en installerad effekt som överstiger 1 000 kW.
Energimyndighetens förslag till strategi för solel
Solcellsel har vuxit snabbt internationellt på senare år beroende på att tillverkningskostnaderna har sjunkit rejält. Nyligen har Energimyndigheten tagit fram ett förslag till strategi för ökad användning av solel i Sverige. I rapporten diskuterar man ett mål om 5-10 procent solel motsvarande 7-14 TWh år 2040. Efter denna tidpunkt tänker man sig fortsatt utbyggnad på kommersiella grunder. Enligt vissa scenarier tänker man sig hela 25 TWh redan 2035. Energimyndighetens föreslagna mål för 2040 innebär redan det en årlig tillväxt med omkring 20 % under mer än 20 år. Med 25 TWh skulle det krävas mer än 30 % årlig tillväxt fram till 2035. Kan detta verkligen bli möjligt? I Sverige?
Både vindenergi och solenergi är variabla kraftkällor. Det är ibland vindstilla i nästan hela landet. Om det samtidigt är mörkt faller all vind- och solenergi bort. Av bland annat detta skäl kan inte sol och vind ersätta kärnkraften. Vattenkraft är ju bra som reglerkraft idag, men de fyra outbyggda älvarna verkar inte vara så populära att bygga ut med nya vattenkraftverk. Hur mycket sol- och vindkraft kan vattenkraften reglera? Tyvärr viftas dessa svårigheter bort av Energimyndigheten. Kanske tänker man sig att Sverige ska importera el från länder där det blåser för tillfället och solen skiner. Men ofta kanske förhållandena i våra grannländer är desamma.
Vindförhållanden den 22 november 2011 - mindre än 3 m/s i så gott som hela Europa.
Idag finns drygt hälften av solenergisystemen på enskilda villor medan resten finns som större anläggningar, solcellsparker eller större kommersiella fastigheter. Ska man satsa på en kraftfull utbyggnad av solcellsel är det dock inte särskilt rationellt att satsa på små enskilda anläggningar, eftersom kringkostnaderna för varje KWh blir betydligt högre än för större anläggningar. Utvecklingen internationellt talar entydigt för allt större solcellsparker. Energimyndigheten anser dock att solcellsystem bör installeras där människor bor för att minska behovet av överföringskapacitet. Då skulle hälften av solenergin installeras i Stockholm, Västra Götaland och Skåne. I detta finns sannolikt en konflikt inbyggd eftersom konkurrensen om mark också är störst där. Utvecklingen internationellt är i stället att solcellsparkerna byggs där det finns mycket sol och stora obebyggda områden, gärna ökenområden.
Solceller på villatak.
Hittills har solel alltså varit vanligast i form av små anläggningar på villatak. Om solel ska få större betydelse i framtiden måste man antingen täcka många fler hustak eller bygga markplacerade anläggningar. Säg att solel på villatak skulle svara för 7 TWh år 2040. Solel kan producera omkring 140-160 KWh per år och kvadratmeter solceller, något mer i södra Sverige, något mindre i norra Sverige. Det beror naturligtvis också på hur solcellerna utformas. Bäst är om de lutar 35-45 grader och är södervända, men mindre avvikelse från detta betyder inte så mycket. Naturligtvis bör de inte orienteras mot norr eller skymmas av träd eller byggnader.
Sverige har omkring 2,1 miljoner småhus. Låt oss anta att hälften av småhusen har tak som är lämpligt orienterade så att det är möjligt med solceller på taket. Genomsnittlig storlek är ca 120 kvm. Om man antar att hälften av dessa har två våningar och resten är envåningshus bli byggnadsytan ca 80 kvm. Om dessa har sadeltak med 45 graders taklutning blir den södervända takytan ca 56 kvm. Låt oss dessutom anta att en fjärdedel av dessa tak är skuggade av träd eller annan bebyggelse (en ren gissning). Om man sätter upp solceller alla lämpliga småhustak i Sverige kommer de att kunna producera 6-7 TWh per år. Men hur troligt är det att man på 20 år lyckas övertyga bortåt en miljon småhusägare om att göra denna investering? Kan man övertyga en femtedel kan man kanske nå 1-1,5 TWh år 2040. Naturligtvis finns det tak på andra byggnader också, men flerbostadshusens tak är mindre.
Det står alltså klart att den absoluta huvuddelen av solelen måste utgöras av större solcellsparker om solenergin ska nå större marknadsandelar.
Varbergs Energis solcellpark vid Munkagård.
Sveriges största solcellpark ligger vid Munkagård i Tvååker i närheten av Varberg. Solparken är på 2,7 MW och årsproduktionen är beräknad till 3 GWh. Den upptar en yta av 6 hektar, vilket ger en årsproduktion av 0,5 GWh per hektar, dvs 50 KWh per kvm mark. Solcellsparker kräver vissa mellanrum för att solcellerna inte ska skugga varandra, de behöver tillfartsvägar och beroende på platsens förutsättningar kanske inte all markyta kan utnyttjas effektivt. För små anläggningar kan lokaliseras till områden som är lämpliga för detta, men större anläggningar riskerar att ta mer utrymme i anspråk, på grund av olämpliga delar, så där kanske man bör räkna med 25-50 KWh per kvadratmeter och år. I så fall skulle det behövas mer mark. Beroende på vilka antaganden man gör leder det till ett behov av mellan 140 och 560 kvkm mark för att klara 7-14 TWh solel genom solcellsparker. Det rör sig alltså om betydande markytor, som helst ska vara plana, obebyggda och inte skuggade av träd eller bebyggelse, men samtidigt ligga ”nära där människor bor”. Jag kan ana en hel del framtida konflikter här.
Skandinaviens största solcellspark i Lerchenborg, Danmark.
Vi skulle behöva tusentals solcellsparker av samma storlek som den i Varberg för att klara 7-14 TWh. Men internationellt har alltså solcellsparkerna blivit allt större. Lerchenborg i Danmark är på 61 MW på 80 ha och Tysklands största solcellspark Solarpark Meuro har en effekt på 166 MW på 2 kvkm. Den sistnämnda är betydligt större än Bromma flygplats. Men de största solcellsparkerna finns i USA, Indien och Kina. Topaz Solar Farm i Kalifornien, USA har en effekt på 550 MW på en yta om ca 25 kvkm, Kamuthi i delstaten Tamil Nadu i Indien har effekten 648 MW på en yta om 10 kvkm och den största av dem alla, Tengger Desert Solar Park i Gobiöknen i Kina har en effekt om 1 500 MW på en yta av 43 kvkm.
Indiens största solcesspark Kamuthi i Tamil Nadu.
Det skulle alltså räcka med ett tiotal solcellsparker, jämförbara med världens största, för att nå 7-14 TWh. Men var hittar man platser om 30-40 kvkm i storlek, helst i närheten av Stockholm, Göteborg och Malmö. En möjlighet är Bromma flygplats som kanske kan komma att läggas ned i framtiden. Solceller på flygplatsområdet, som är på 1,42 kvkm skulle kunna producera en procent eller mindre av det uppsatta målet. Dessutom vill man nog hellre bygga bostäder där när flyget försvinner 2038.
Ska vi bygga en solcellspark på Bromma flygfält när flyget försvinner i framtiden?
Om solceller anläggs på betesmark kan fortfarande mellanrummen användas till exempelvis fårbete. All betsmark i länet, 112 kvkm, skulle sannolikt räcka till Stockholms andel av solenergin, men vad händer då med alla hästgårdar? Och var ska man bygga solcellsparker efter 2040?
Världens största solcellspark finns i Kina.
De största solcellsparkerna i USA och i Kina är byggda i ökenområden, där solen ständigt lyser (på dagen) och det inte finns någon konkurrens med annan markanvändning. Sådana områden finns tyvärr inte i Sverige. De största solcellsanläggningarna ligger dessutom på latituder, där solen lyser betydligt mer än i Sverige, i Kina och i USA mellan 35°N och 40°N. Indiens största solelspark ligger på 9°N, dvs nära ekvatorn. Sveriges största anläggning ligger på 57°N. Mer än 99 % av jordens befolkning har valt att bo på soligare latituder än Sverige. Kanske ska de bygga ut solenergin först.
Solinstrålning i olika delar av världen i januari (överst) resp april (underst).
Jag befarar att Energimyndigheten har underskattat problemet med att finna lämplig mark för solenergin. För solcellsanläggningar på villatak och andra byggnader finns inga särskilda regler i PBL eller BBR (Boverkets byggregler). Behövs bygglov? Behövs detaljplan? Räcker det med bygganmälan? Kan grannarna överklaga? Idag hanteras dessa frågor olika från kommun till kommun. Men är det rimligt att bygga solcellsparker på hundratals kvadratkilometers yta utan detaljplan? Detta är knappast något som heller har övervägts i landets 290 kommuners översiktsplaner. Finns det heller inga konflikter med värdefulla natur- eller kulturmiljöer, strandskydd, riksintressen med mera? Energimyndigheten har nog en hemläxa att göra.
Sverige förbrukade 154,1 TWh elektricitet år 2016 om man räknar bort en viss export och import. Vattenkraft och kärnkraft svarade vardera för 40 procent, medan vindkraft och värmekraft svarade för ca 10 procent vardera. Mer än halva elproduktionen kommer nu från förnybara energikällor, främst vattenkraft och vindkraft. I stort sett ingenting är fossil energi.
För kärnkraften finns en betydande osäkerhet i framtiden. Flera reaktorer har lagts ner nyligen och de övriga har begränsad livslängd. Men vad ska i så fall ersätta den basproduktion om 40 procent som kärnkraften svarar för.
Vindkraften har ju ökat väsentligt under senare år och svarar nu för 15,4 TWh tack vare systemet med elcertifikat, som ska stimulera förnybar elproduktion. Producenterna av förnybar el får ett elcertifikat för varje producerad MWh och alla elhandelsföretag är skyldiga att köpa och redovisa elcertifikat motsvarande en viss andel av sin elförsäljning. Kostnaden tas ut av kunderna. Målet är att användningen av el från förnybara energikällor ska öka med 30 TWh från 2002 års nivå till år 2020, så vindkraften borde kanske fördubblas på fem år om detta mål ska nås.
Solel svarade 2016 för en så liten andel att den inte redovisas, 0,08 procent av elförbrukningen. I Sverige finns det drygt 10 000 nätanslutna solcellsanläggningar med en total installerad effekt på över 140 000 kW. De små anläggningarna, med en installerad effekt upp till 20 kW, står för 52 procent av den installerade effekten. Resterande anläggningar har oftast en installerad effekt mellan 20 kW och 1 000 kW. Endast tre anläggningar har en installerad effekt som överstiger 1 000 kW.
Solcellsel har vuxit snabbt internationellt på senare år beroende på att tillverkningskostnaderna har sjunkit rejält. Nyligen har Energimyndigheten tagit fram ett förslag till strategi för ökad användning av solel i Sverige. I rapporten diskuterar man ett mål om 5-10 procent solel motsvarande 7-14 TWh år 2040. Efter denna tidpunkt tänker man sig fortsatt utbyggnad på kommersiella grunder. Enligt vissa scenarier tänker man sig hela 25 TWh redan 2035. Energimyndighetens föreslagna mål för 2040 innebär redan det en årlig tillväxt med omkring 20 % under mer än 20 år. Med 25 TWh skulle det krävas mer än 30 % årlig tillväxt fram till 2035. Kan detta verkligen bli möjligt? I Sverige?
Både vindenergi och solenergi är variabla kraftkällor. Det är ibland vindstilla i nästan hela landet. Om det samtidigt är mörkt faller all vind- och solenergi bort. Av bland annat detta skäl kan inte sol och vind ersätta kärnkraften. Vattenkraft är ju bra som reglerkraft idag, men de fyra outbyggda älvarna verkar inte vara så populära att bygga ut med nya vattenkraftverk. Hur mycket sol- och vindkraft kan vattenkraften reglera? Tyvärr viftas dessa svårigheter bort av Energimyndigheten. Kanske tänker man sig att Sverige ska importera el från länder där det blåser för tillfället och solen skiner. Men ofta kanske förhållandena i våra grannländer är desamma.
Idag finns drygt hälften av solenergisystemen på enskilda villor medan resten finns som större anläggningar, solcellsparker eller större kommersiella fastigheter. Ska man satsa på en kraftfull utbyggnad av solcellsel är det dock inte särskilt rationellt att satsa på små enskilda anläggningar, eftersom kringkostnaderna för varje KWh blir betydligt högre än för större anläggningar. Utvecklingen internationellt talar entydigt för allt större solcellsparker. Energimyndigheten anser dock att solcellsystem bör installeras där människor bor för att minska behovet av överföringskapacitet. Då skulle hälften av solenergin installeras i Stockholm, Västra Götaland och Skåne. I detta finns sannolikt en konflikt inbyggd eftersom konkurrensen om mark också är störst där. Utvecklingen internationellt är i stället att solcellsparkerna byggs där det finns mycket sol och stora obebyggda områden, gärna ökenområden.
Hittills har solel alltså varit vanligast i form av små anläggningar på villatak. Om solel ska få större betydelse i framtiden måste man antingen täcka många fler hustak eller bygga markplacerade anläggningar. Säg att solel på villatak skulle svara för 7 TWh år 2040. Solel kan producera omkring 140-160 KWh per år och kvadratmeter solceller, något mer i södra Sverige, något mindre i norra Sverige. Det beror naturligtvis också på hur solcellerna utformas. Bäst är om de lutar 35-45 grader och är södervända, men mindre avvikelse från detta betyder inte så mycket. Naturligtvis bör de inte orienteras mot norr eller skymmas av träd eller byggnader.
Sverige har omkring 2,1 miljoner småhus. Låt oss anta att hälften av småhusen har tak som är lämpligt orienterade så att det är möjligt med solceller på taket. Genomsnittlig storlek är ca 120 kvm. Om man antar att hälften av dessa har två våningar och resten är envåningshus bli byggnadsytan ca 80 kvm. Om dessa har sadeltak med 45 graders taklutning blir den södervända takytan ca 56 kvm. Låt oss dessutom anta att en fjärdedel av dessa tak är skuggade av träd eller annan bebyggelse (en ren gissning). Om man sätter upp solceller alla lämpliga småhustak i Sverige kommer de att kunna producera 6-7 TWh per år. Men hur troligt är det att man på 20 år lyckas övertyga bortåt en miljon småhusägare om att göra denna investering? Kan man övertyga en femtedel kan man kanske nå 1-1,5 TWh år 2040. Naturligtvis finns det tak på andra byggnader också, men flerbostadshusens tak är mindre.
Det står alltså klart att den absoluta huvuddelen av solelen måste utgöras av större solcellsparker om solenergin ska nå större marknadsandelar.
Sveriges största solcellpark ligger vid Munkagård i Tvååker i närheten av Varberg. Solparken är på 2,7 MW och årsproduktionen är beräknad till 3 GWh. Den upptar en yta av 6 hektar, vilket ger en årsproduktion av 0,5 GWh per hektar, dvs 50 KWh per kvm mark. Solcellsparker kräver vissa mellanrum för att solcellerna inte ska skugga varandra, de behöver tillfartsvägar och beroende på platsens förutsättningar kanske inte all markyta kan utnyttjas effektivt. För små anläggningar kan lokaliseras till områden som är lämpliga för detta, men större anläggningar riskerar att ta mer utrymme i anspråk, på grund av olämpliga delar, så där kanske man bör räkna med 25-50 KWh per kvadratmeter och år. I så fall skulle det behövas mer mark. Beroende på vilka antaganden man gör leder det till ett behov av mellan 140 och 560 kvkm mark för att klara 7-14 TWh solel genom solcellsparker. Det rör sig alltså om betydande markytor, som helst ska vara plana, obebyggda och inte skuggade av träd eller bebyggelse, men samtidigt ligga ”nära där människor bor”. Jag kan ana en hel del framtida konflikter här.
Vi skulle behöva tusentals solcellsparker av samma storlek som den i Varberg för att klara 7-14 TWh. Men internationellt har alltså solcellsparkerna blivit allt större. Lerchenborg i Danmark är på 61 MW på 80 ha och Tysklands största solcellspark Solarpark Meuro har en effekt på 166 MW på 2 kvkm. Den sistnämnda är betydligt större än Bromma flygplats. Men de största solcellsparkerna finns i USA, Indien och Kina. Topaz Solar Farm i Kalifornien, USA har en effekt på 550 MW på en yta om ca 25 kvkm, Kamuthi i delstaten Tamil Nadu i Indien har effekten 648 MW på en yta om 10 kvkm och den största av dem alla, Tengger Desert Solar Park i Gobiöknen i Kina har en effekt om 1 500 MW på en yta av 43 kvkm.
Det skulle alltså räcka med ett tiotal solcellsparker, jämförbara med världens största, för att nå 7-14 TWh. Men var hittar man platser om 30-40 kvkm i storlek, helst i närheten av Stockholm, Göteborg och Malmö. En möjlighet är Bromma flygplats som kanske kan komma att läggas ned i framtiden. Solceller på flygplatsområdet, som är på 1,42 kvkm skulle kunna producera en procent eller mindre av det uppsatta målet. Dessutom vill man nog hellre bygga bostäder där när flyget försvinner 2038.
Om solceller anläggs på betesmark kan fortfarande mellanrummen användas till exempelvis fårbete. All betsmark i länet, 112 kvkm, skulle sannolikt räcka till Stockholms andel av solenergin, men vad händer då med alla hästgårdar? Och var ska man bygga solcellsparker efter 2040?
De största solcellsparkerna i USA och i Kina är byggda i ökenområden, där solen ständigt lyser (på dagen) och det inte finns någon konkurrens med annan markanvändning. Sådana områden finns tyvärr inte i Sverige. De största solcellsanläggningarna ligger dessutom på latituder, där solen lyser betydligt mer än i Sverige, i Kina och i USA mellan 35°N och 40°N. Indiens största solelspark ligger på 9°N, dvs nära ekvatorn. Sveriges största anläggning ligger på 57°N. Mer än 99 % av jordens befolkning har valt att bo på soligare latituder än Sverige. Kanske ska de bygga ut solenergin först.
Jag befarar att Energimyndigheten har underskattat problemet med att finna lämplig mark för solenergin. För solcellsanläggningar på villatak och andra byggnader finns inga särskilda regler i PBL eller BBR (Boverkets byggregler). Behövs bygglov? Behövs detaljplan? Räcker det med bygganmälan? Kan grannarna överklaga? Idag hanteras dessa frågor olika från kommun till kommun. Men är det rimligt att bygga solcellsparker på hundratals kvadratkilometers yta utan detaljplan? Detta är knappast något som heller har övervägts i landets 290 kommuners översiktsplaner. Finns det heller inga konflikter med värdefulla natur- eller kulturmiljöer, strandskydd, riksintressen med mera? Energimyndigheten har nog en hemläxa att göra.
Inga kommentarer:
Skicka en kommentar