ELKRISEN

Balansakt när Irland storsatsar på vindkraft – här är lärdomarna för Sverige

Irland har på kort tid fasat in stora mängder vindkraft vilket ställt krav på att balansera elnätet. ”Vi står nu inför liknande utmaningar”, uppger en chef på Svenska kraftnät.

Irland har som många andra länder en ambitiös klimatpolitik och siktar på att uppnå netto noll utsläpp 2050. Landets elproduktion är fortfarande helt beroende av gas och olja men de senaste tio åren har man byggt ut vindkraften i rekordfart och idag står den för cirka 30 procent av Irlands elproduktion.

Men nu har den irländska regeringen höjt ambitionen ännu ett snäpp. År 2030 ska 80 procent av öns el genereras av förnybara källor, och då framför allt från land- och havsbaserad vindkraft. Jämförelsevis står den svenska vindkraften för cirka 20 procent av den totala elproduktionen.

Det målet är en stor utmaning för EirGrid som är Irlands motsvarighet till Svenska kraftnät. Det betyder nämligen att en mycket stor andel av det irländska elsystemet kommer att vara anslutet till vindkraft som är en så kallad icke-synkron kraftkälla. Utmaningen ligger i att den inte är planerbar och att produktionen därför kan variera kraftigt vilket i sin tur påverkar frekvensen i elsystemet.

Och frekvensen, som alltså hela tiden speglar utbudet och efterfrågan av el, måste alltid ligga på 50 HZ. Något som övervakas 24 timmar om dygnet året runt av de olika ländernas stamnätsoperatörer.

Synkrona kraftkällor som till exempel vattenkraft eller gasverk är planerbara och kan kontinuerligt producera el som matas in på stamnätet. De påverkar inte frekvensen i samma utsträckning.

Stor utmaning

För att klara av den här utmaningen har Irland snabbt behövt bygga upp en marknad för olika balanserings- och stödtjänster för att kunna stötta upp systemet om frekvensen hamnar utanför 50 HZ-gränsen och behöver återställas.

Denna utmaning var temat för seminariet ”Varför inte Irlands elsystem brakar ihop” som branschorganisationen Svensk vindenergi nyligen arrangerade.

På seminariet berättade Eoin Kennedy från EirGrid att man som ett led i öns klimatarbete gradvis fått höja andelen för hur stor andel vindkraftsel som det irländska elsystemet klarar av att hantera.

– Vi har nyligen höjt andelen från 70 till 75 procent, men när regeringen nu höjt ambitionen till 80 procent 2030 är det så klart en stor utmaning.

På seminariet deltog också Paddy Finn, vd för det irländska företaget Viotas som är ett företag som knyter upp verksamheter som kan hjälpa till att balansera systemet.

– Vi har till exempel skrivit avtal med industrier och datacenterskunder om att de ska kunna öka eller minska sin elkonsumtionen/produktion för att på så sätt kunna bidra till systembalansen. Vi har också investerat i batterier som kan kopplas på vid behov.

På Viotas sajt ger han exempel på vilka utmaningar ett elsystem med en sådan stor andel icke-synkront ansluten el som det irländska har.

Under en helg i april förra året slutade ett gasdrivet kraftverk att leverera el till nätet samtidigt som det blåste väldigt lite. Det fanns således ingen tillgänglig extrakraft och importmöjligheterna var vid det här tillfället begränsade.

”Men eftersom en relativt stor andel gasdrivna synkrona kraftverk var uppkopplade fanns det en stor andel rotationsenergi i systemet. Därför blev inte frekvensstörningen så allvarlig och vi kunde tillföra systemet de extra resurser som behövdes för att parera fallet”.

Orsaken är att rotationsenergin från de synkront anslutna gasdrivna kraftverken ger systemet en naturlig tröghet som motverkar snabba frekvensfall.

Men dagen efter, på söndagen, var situationen helt annorlunda. Då blåste det väldigt mycket och elsystemet flödade över av icke-synkront kopplad vindkraftsel.

”Skulle vi få ett lika plötsligt bortfall av ett gasdrivet kraftverk som på lördagen så skulle det sannolikt ha orsakat ett mycket allvarligare frekvensfall eftersom det saknades rotationsenergi i systemet. EirGrid skulle då ha behövt upphandla fler snabba stödtjänster för att återställa frekvensen”

Försöker förutse problem

Liam Ryan på EirGrid berättar i tidningen Irish Times att arbetet med att balansera systemet handlar mycket om att förutse förändringar i utbud och efterfrågan.

”Vi kan titta på hur stor risken är att blixten slår ned och slår ut en kraftproducent, eller vilken sannolikheten är för en plötslig köldknäpp som ökar efterfrågan”

”Vi måste också se över hur mycket landets vindkraftverk kan komma att leverera så att vi kan sätta på eller slå av olika kraftverk i närheten, eller om det kan bli aktuellt att använda de uppkopplade batterierna”, konstaterar han.

Gas är en lösning

Samtidigt har den irländska regeringen beslutat om att bygga nya gaskraftverk för att klara övergången till ett elsystem som bärs upp av huvudsakligen förnybar el. Det har också varnats för att det irländska elsystemet inte klarar av den här dramatiska omställningen och därmed kan drabbas av en sån kallad ”black out” där man kan tvingas att koppla bort användare för att bibehålla balansen i systemet.

Jesper Marklund, som arbetar med stöd- och balanseringstjänster på Svenska kraftnät, deltog på seminariet.

– Jämfört med Sverige och Norden har Irland behövt anpassa sig till den här utvecklingen ännu tidigare. Vi står nu inför liknande utmaningar eftersom planen är att införliva en allt större andel vindkraft de kommande åren.

Det svenska elsystemet är inte lika beroende av icke-synkrona kraftkällor som Irland än så länge. Men andelen vindkraft i det svenska systemet har ökat kraftigt de senaste åren samtidigt som planerbara synkront anslutna kraftkällor som kärnkraft lagts ned. Planerna för vindkraften framöver är också mycket ambitiösa i syfte att klara elektrifieringen och den gröna omställningen.

Det betyder att Sverige kommer att behöva se över vilka lösningar som behövs framöver när elsystemet tappar rotationsenergi i högre takt.

– Systemet blir mer känsligt för störningar då och vi behöver hantera det på olika sätt. Vi tittar nu på vilka lösningar som finns till hands för att hantera minskad rotationsenergi, säger Jesper Marklund.

Vattenkraft ger oss styrka

Svenska kraftnät har redan idag tillgång till en rad olika stödtjänster. En stor skillnad mellan Sverige och Irland är att vi har tillgång till vattenkraften i norr. Den passar väldigt bra för att leverera balanseringstjänster eftersom den kan kontrollera vattentillförseln i dammarna.

– Vi ingår också i ett nordiskt system där vi behöver synkronisera våra insatser och samarbeta för att balansera elsystemet, konstaterar Jesper Marklund.

Klart är att stödtjänstmarknaden också växer snabbt i Sverige. Företag som Tibber hjälper hushåll att koppla upp sina värmepumpar mot elsystemet för flexibel användning. Ytterligare ett exempel är företaget Flower Tech som skriver kontrakt om att använda elbilsbatterier för att mata in el på nätet vid behov.

Moroten för de här företagen är att stödtjänstmarknaden växer snabbt och att mer och mer pengar kommer in i bilden

– Vi har sett ett starkt ökat intresse under 2022. Det beror på att vårt behov ökar, att priserna för stödtjänster stigit till följd av stigande elpriser och att det finns en större kunskap om stödtjänstmarknaden, konstaterar Jesper Marklund.