Kärnkraft – en del av lösningen på elsystemets stora utmaningar
Sverige har ett klimatmål om noll nettoutsläpp av växthusgaser till senast år 2045 och ett energimål om 100% förnybar elproduktion till år 2040, detta är ett mål och innebär alltså inte ett stoppdatum för kärnkraften. För att nå klimatmålet ska transportsektorn elektrifieras och industrin genomgå en grön omställning, vilket innebär en stor utmaning för elsystemet då det leder till ett markant ökat elbehov. För att samtidigt möta energimålet fasas fossila energikällor ut och förnybara energikällor som sol- och vindkraft introduceras. Men vad är kärnkraftens roll i framtidens elsystem?
Sveriges elsystem är idag nästan helt fossilfritt, men inte förnybart. Detta då elen vi använder i Sverige kommer från vattenkraft, kärnkraft, vindkraft, kraftvärme och solkraft. Nedan i Figur 1 kan vi se andelen produktion från de olika kraftslagen. Vatten-, vind- och solkraft är fossilfria och förnybara, kraftvärme kan vara fossilfritt och förnybart beroende på vilket bränsle som används. I Sverige är det vanligaste bränslet biobränsle, medan kol är mer vanligt i andra länder.
Kärnkraft är fossilfritt men inte förnybart, bränslet som används i reaktorerna är uran vilket finns i en begränsad mängd och är därmed en ändlig resurs. Avfallet som genereras av kärnbränslet är starkt radioaktivt men det är inte en stor mängd, allt uttjänt kärnbränsle i Sverige kan få plats i en mindre svensk villa.
Idag finns det olika hanteringsmöjligheter beroende på hur radioaktivt avfallet är. Låg- och medelaktivt driftavfall skickas till slutförvar i Forsmark. Högaktivt kärnbränsle mellanlagras i Oskarshamn inför att det i framtiden ska slutförvaras och Sveriges regering har godkänt det planerade slutförvaret i Forsmark. Vid rivning av ett kärnkraftverk kan större delen av avfallet friklassas och återvinnas som vanligt byggavfall.
Den Europeiska kommissionen har lagt fram ett förslag om att kärnkraft ska ingå i den gröna taxonomin. Det skulle innebära att specifikt listade investeringar i kärnkraft skulle klassas som hållbara. De flesta kraftslag vi använder i Sverige har låga eller inga utsläpp av växthusgaser under sin drift, men sett till hela sin livscykel är inget fritt från utsläpp och inget är fritt från utmaningar.
Med de kraftslag Sverige använder är vårt elsystem redan idag nästintill utsläppsfritt. Andelen fossila bränslen som ger upphov till växthusgaser i vår elproduktion är endast ett par procent och ingår i Sveriges effektreserv. När efterfrågan på el är högre än vad de andra kraftslagen klarar av att producera kopplas effektreserven in för att snabbt möta behovet. Detta inträffar oftast under vinterhalvåret då vi har ett stort elbehov för både ljuskällor och uppvärmning. Men vi har sett att effektreserven har behövts även under andra tider av året när produktionen ej räckt till för att möta efterfrågan, detta hände senast i maj 2022.
Trots att kraftslagen vi använder i Sverige till stor del är fossilfria och nästintill utsläppsfria under drift finns det en viktig skillnad mellan dem. Kärnkraft och kraftvärme påverkas inte av väderförhållanden, vilket betyder att dessa är stabila och planerbara och av den anledningen ingår de i Sveriges baskraft. Vind- och solkraft är intermittenta, de producerar endast el när det blåser eller när solen visar sig. Vattenkraft påverkas även den av väderförhållanden men under en längre tidsperiod då nederbörden under tidigare år styr hur mycket vatten som finns i magasinen och hur mycket el som kan produceras. Därmed ingår vattenkraften delvis i vår baskraft, men den utgör också hela reglerkraften genom att den reglerar elproduktionen för att möta variationer i efterfrågan och i produktionen från de intermittenta kraftslagen.
I Figur 2 visas detta samband, där kärnkraften och kraftvärmen ligger stabilt som en bas (gul respektive grön), vindkraften (röd) fluktuerar och vi ser hur vattenkraften (blå) regleras utifrån efterfrågan (den mörkblå linjen).
Regeringen beslutade i februari 2022 om en nationell strategi för elektrifiering. Bland annat framhåller regeringen vikten av en trygg elförsörjning, vilket inkluderar leveranssäkerhet. Leveranssäkerhet betyder att vi ska kunna möta det ökade elbehovet och att elsystemet ska vara driftsäkert. Detta medför att det finns ett behov av mer installerad effekt. Vindkraft är det kraftslag som ökar mest idag, vilket är en utmaning då vi ej kan styra produktionen från intermittenta kraftslag som detta. Vi kan tydligt se i figur 2 att det finns perioder (1 februari till 3 februari) då väderförhållandena är ogynnsamma för vindkraften och dess produktion förblir låg. Det resulterade under denna period i att den svenska elproduktionen ej mötte efterfrågan och vi behövde importera el.
Även om installerad effekt ökar med ny vind- och solkraft, kommer det finnas perioder då vinden inte blåser och solen inte skiner, vilket betyder att Sverige kan få svårt att möta den ökande efterfrågan som är ett resultat av elektrifieringen och den gröna omställningen. Ytterligare en utmaning är att driftsäkerheten minskar när andelen intermittent kraft ökar eftersom elsystemet alltid måste vara i balans mellan produktion och efterfrågan. Om systemet ej är i balans riskerar vi störningar i nätet som till exempel strömavbrott.
I dagens prognoser som utgår ifrån elektrifieringen och den gröna omställningen av industrisektorn kan Sveriges elbehov öka med 120% till år 2045 från dagens nivåer. För att möta det ökade behovet och för att fortsatt ha en trygg elförsörjning krävs en diversifierad produktionsmix som minskar vår sårbarhet. Kärnkraften är det energislag som i dagsläget har förutsättningar att både utgöra grunden i vår elproduktion och samtidigt minska utmaningarna som de intermittenta kraftslagen ger upphov till.
Alla kraftslag behövs. I det framtida elsystemet ligger kärnkraften som bas, sol- och vindkraft bidrar med en stor andel fossilfri och förnybar el och vattenkraft som reglerar produktionen så att elbehovet alltid möts. Med detta skulle Sverige trygga sin elförsörjning och fortsätta vara en nettoexportör av el och samtidigt minska användningen av fossila bränslen i andra länder i Europa.
