sou · H5B32 · 2017-01-09 00:00:00 — Ollila ska producera en rapport med tio till femton konkreta för- slag till samarbetsområden, med särskilt beaktande av en rad om- världsfaktorer såsom Energiunionen och de många regionala sam- arbeten som följer i dess spår samt de olika nationella energiplaner som utvecklas i samtliga nordiska länder. Samarbetet mellan de nordiska systemoperatörerna Det nordiska perspektivet har varit vägledande för de nordiska systemoperatörernas arbete med att utveckla elmarkna- den, systemdriften och nätutbyggnaden. skedde samarbetet inom den regionala samarbetsorganisationen . Även om ramarna för dagens systemoperatörssamarbete (i ENTSO-E) sätts via , är det nordiska samarbetet fort- farande centralt för svenska kraftnäts (Svk) agerande och av stor betydelse när EU:s gemensamma elmarknad utvecklas ((Svk) 2015b). För att nå målen på klimat- och energiområdet fordras en effek- tiv och gränslös elmarknad. Investeringar i infrastrukturen kommer att vara avgörande för att uppnå detta. För att investeringarna ska kunna genomföras krävs effektiva planerings- och beslutsprocesser. Överföringskapaciteten mellan de nordiska länderna är av stor betydelse för en väl fungerande nordisk och regional elmarknad. En ökad integration med omvärlden utanför och en ökad andel förnybar elproduktion ställer nya krav på överföringsnätet. Den ökande volymen variabel10 elproduktion fordrar högre över- föringskapacitet och mer flexibilitet i elnäten. Som ett led i anpassningen av det svenska och nordiska över- föringsnätet till den europeiska energi- och miljöpolitiken pågår ett omfattande arbete med att ytterligare öka överföringskapaciteten och driftsäkerheten. Planeringen av kraftnätet har därmed gått från att vara nationell och nordisk till att bli regional och europeisk. Samarbetet mellan de nordiska reglermyndigheterna och dess nordiska motsvarigheter sam- arbetar inom ramen för organisationen . En prioriterad arbetsuppgift för NordREG är att göra det möjligt för alla nordiska elkonsumenter, utom de på , att handla el över nationsgränserna. För att det ska bli möjligt behöver datasystem och rutiner anpassas så att mätvärden för el enkelt kan skickas mellan länderna. Andra arbetsuppgifter för NordREG är att bidra till en välfunge- rande grossistmarknad med konkurrenskraftiga priser, hög försörj- ningstrygghet och en effektiv reglering av stamnätsoperatörerna ((Ei) 2015a). 10 Variabel elproduktion definieras fortsättningsvis som elproduktion från kortsiktigt fluktu- erande energikällor, exempelvis sol och vind. Dessa är mer väderberoende och mind- re planerbara än annan elproduktion. 3 Det svenska energisystemet I detta kapitel görs en genomlysning av dagens energisystem upp- delat på användning, tillförsel, överföring och marknader för energi och el. Statistik och historisk utveckling inom respektive område redovisas. Energi kan inte skapas eller förstöras, utan bara omvandlas från en form till en annan. Energisystemet är därför per definition alltid i balans och den årligt tillförda energin är alltid lika stor som den år- ligt använda energin, inklusive lagring, omvandlings- och överförings- förluster och export eller import av energi. Figur 3.1 visar hur energin tillförs, omvandlas och distribueras inom det svenska energisystemet. Inom energistatistiken delas den slutliga energianvändningen tra- ditionellt upp mellan tre användarsektorer: industri, bostäder och service samt transporter. Inom industrisektorn används energi främst för att driva industriella processer. Denna sektor använder i huvud- sak energi i form av biobränslen och el samt en del fossila bränslen. Sektorn bostäder och service använder energi främst i form av fjärr- värme, el och biobränslen. Sektorns energianvändning utgörs till av bebyggelsens energibehov. Transportsektorn an- vänder främst energi i form av oljebaserade drivmedel (bensin, diesel, flygfotogen m.m.), samt en ökande andel biodrivmedel. Det svenska energisystemet är delvis baserat på inhemska för- nybara energikällor som vatten, biobränsle och vind. En stor del av energitillförseln sker dock fortfarande genom import av kärnbränsle och fossila bränslen. Det svenska energisystemet SOU 2017:2 inkl. nettoexport av el Bunkring för utrikes transport Källa: (2014b). energianvändning har ökat med ungefär en faktor tio mellan (2002), men har legat på en stabil nivå, förutom under vissa krisår och ovanligt kalla eller varma år, se Figur 3.2. Figur 3.2 Slutlig energianvändning (TWh) i per sektor –2014 Källa: (2016a). Trots stora samhällsförändringar har totala energianvänd- ning varit relativt oförändrad . Bakom detta ligger ett antal ömsesidigt motverkande krafter. Den ekonomiska aktiviteten har ökat betydligt och BNP per capita (i fasta priser) har fördubblats , se Figur 3.3, som befolkningsmängden ökat . Effektiviseringar, strukturförändringar inom ekonomin, beteendeförändringar samt bättre utnyttjande av rest- energi har dock utgjort en motkraft till denna utveckling. Till följd av en ökad användning av el och fjärrvärme har omvandlingsförlus- terna flyttats från den slutliga energianvändningen till energitill- förseln. Detta har också bidragit till en minskad redovisad energi- användning. Användningen av värmepumpar i småhus har också minskat den slutliga energianvändningen i statistiken, eftersom den upptagna energin från omgivningen inte redovisas. Figur 3.3 Indexerad energianvändning, BNP-utveckling (fasta priser ) och befolkningsökning –2014 Källa: SCB (2016a); (2016a). Att energianvändningen i huvudsak varit oförändrad som befolkningen ökat gör att energianvändningen per capita minskat . energianvändning per capita ligger högre än genomsnittet för EU, vilket bland annat beror på en relativt hög andel energiintensiv och exportinriktad basindustri, ett kallt klimat och ett glest befolkat land med långa avstånd och stora transportbehov. Jämfört med övriga EU-länder har ett lågt importberoende av energiprodukter. importerade av den totala energitillförseln jämfört för EU i sin helhet (2016a). och är de främsta export- länderna av energi till EU (2016a). låga importberoende kan till stor del förklaras av vår rika tillgång till in- hemska förnybara energikällor, framför allt bioenergi och vattenkraft. Elanvändningen har planat ut, se Figur 3.4. Sedan toppnoteringen på har elanvändningen sjunkit i samtliga sektorer förutom i transportsektorn där använd- ningen har legat stabilt på omkring med variationer mellan enskilda år. Figur 3.4 Elanvändning (TWh) per sektor –2014 Källa: (2016a). I en rapport från North European Perspectives (NEPP 2015) till Kungliga () projekt el konstateras att ett antal trendbrott har bidragit starkt till att el- användningen i huvudsak har legat still under de senaste 25–30 åren: •Under ökade eluppvärmningen i bebyggelsen (direktel och elpannor) kraftigt. har värmepumpar installerats i stor skala, vilket har bidragit till att trenden snabbt vänt nedåt. •Under ökade elanvändningen i fjärrvärmeproduktion- en, bl.a. till följd av möjligheter till skattebefrielse, men senare del minskade denna elanvändning igen. •Industrin ökade sin elanvändning, både totalt och specifikt sett (elanvändning per produktionsvärde/förädlingsvärde) till följd av konverteringen från olja till el . Därefter har det skett en frikoppling mellan elanvänd- ningen och produktionen i industrin, vilket bromsat ökningen högst påtagligt. •I skogsindustrin skedde en snabb ökning av den elintensiva meka- niska massaproduktionen . Denna ökning avtog och har den mekaniska massan inte ökat alls. •Sedan finanskrisen har den globala ekonomin stagnerat, vilket också påverkat den svenska industriproduktionen. •Elanvändningen har ökat från av den totala energianvändningen till . El är en högvärdig energiform och kan lätt omvandlas till andra energi- tjänster, till skillnad från t.ex. värme. El har därför använts i allt större utsträckning i samtliga sektorer (förutom inom transport- sektorn) för att åstadkomma ett brett utbud av energitjänster. I används drygt dubbelt så mycket el per capita jämfört med genomsnittet för EU (2016a). Industrin står för en femtedel av ekonomi och sysselsätter omkring en miljon människor. Industrin står också för av samlade exportvärde. Utsläppen av växthusgaser från indu- strin står för en knapp fjärdedel av landets totala utsläpp (Natur- vårdsverket 2015a). Inom industrisektorn används energi framför allt för att driva industriella processer. Främst används energi i form av biobränslen och el samt en del fossila bränslen. Industrisektorns energianvänd- ning uppgick till totalt , vilket motsvarade 39 pro- cent av den totala slutliga energianvändningen. Elanvändningen i indu- strisektorn uppgick till motsvarande av den totala slutliga elanvändningen (2016a). Tre branscher, massa- och pappersindustrin, järn-, stål- och metall- verk samt den kemiska industrin, står tillsammans för av energianvändningen i industrisektorn (2016a). Dessa branscher dominerar också elanvändningen. Massa- och pappersindustrin svarar för cirka hälften av industrins energianvändning. De främsta energibärarna inom branschen är retur- lutar och el. Elanvändningen för massa- och pappersindustrin uppgick till . Järn-, stål- och metallverk svarar för av industrins energianvändning. Järn- och stålverken använder framför allt kol, koks och el som energibärare. Stål produceras antingen av järnmalm eller av skrot. Vid järnmalmsbaserad stålframställning tas syre bort ur järnoxid med hjälp av ett reduktionsmedel, vanligen koks. Vid skrotbaserad ståltillverkning används i huvudsak ljusbågsugnar för smältningen av stålskrotet, vilket kräver el. Primär aluminiumpro- duktion använder framför allt el till elektrolys. Elanvändningen för järn- stål- och metallverk uppgick till . Den kemiska industrin står för av industrins energi- användning och använder främst el till elektrolys. Totalt användes el . Trävaruindustrin, som står för av industrins energi- användning, använder främst biobränslen. Verkstadsindustrin räknas inte till de energiintensiva branscherna. På grund av industrins stora andel av industriproduktion svarar branschen ändå för av industrins totala energianvändning och användes el av trävaruindustrin. Resterande av industrins energianvändning står övriga branscher för. Här ingår gruvindustri, livsmedelsindustri, textil- industri, grafisk industri, jord- och stenindustri (tillverkning av glas, cement och kalk m.m.) samt de industrier som klassificeras som övrig industri. Vissa av dessa är energiintensiva men deras totala energi- användning är relativt låg. Elanvändningen för de resterande bransch- erna uppgick till . Energianvändningen i indu- strisektorn har varit relativt , trots en ökad industriproduktion, men kan beskrivas som svagt nedåtgående. Elanvändningen har ökat men har även den avstannat . Energianvändningen per föräd- lingsvärde har minskat, se Figur 3.5. Detta beror inte enbart på effektiviseringar inom industrin, utan även på strukturförändringar både inom respektive industribransch och inom industrisektorn som helhet. Figur 3.5 Industrins förädlingsvärde (miljarder kronor) och energianvändning (kWh per BNP), fasta priser, –2014 Källa: SCB (2016a); (2016a). Bostäder och service står för av totala energi- användning. Trots en ökning av den uppvärmda arean har den totala energianvändningen i bo- stadssektorn minskat, se Figur 3.6 och Figur 3.7. Energianvändningen per kvadratmeter har minskat med , se Figur 3.7. Figur 3.6 Total energi- och elanvändning (TWh) i bostads- och servicesektorn –2014 Källa: (2016a). Uppvärmd area (miljoner m2) och energianvändning (kWh per m2) –2014 Källa: (2016a). Elanvändningen i bostadssektorn har mer än tredubblats men har planat ut och har minskat. har elanvändningen för uppvärmning minskat med , se Figur 3.8, och bedöms fortsätta att minska. Småhusen står för av användningen av elvärme. Figur 3.8 Elvärme (TWh) –2014 per bostadstyp Källa: (2016a). Den minskade energianvändningen i bostadssektorn kan förklaras med framför allt två faktorer. För det första har energibesparande åtgärder som t.ex. tilläggsisolering liksom tätning och byte av fönster minskat energibehovet. Detta har drivits av hårdare byggregler men också av höga energipriser . För det andra har viss energianvändning i bostadssektorn försvunnit ur statistiken efter- som den värme som värmepumpar tar upp från omgivningen inte ingår i statistiken utan endast den el som krävs för att driva pumpen. hade av alla småhus i en värmepump som huvudsaklig värmekälla (2015a). Transportsektorn innefattar vägtrafik, bantrafik, luftfart och sjöfart. Sektorn svarar för ungefär en fjärdedel av slutliga energi- användning (2016a). Utsläppen av växthusgaser från transportsektorn motsvarar cirka en tredjedel av utsläpp (2015a). Vägtrafiken är det trafikslag som står för den största delen av energianvändningen i sektorn, och motsvarade (2016a). Vägtrafiken utgörs huvudsakligen av privatbilism, kollektivtrafik och godstransporter med lastbil. De främsta drivmedlen är bensin och diesel, men alter- drivmedel som etanol, biodiesel och fordonsgas förekommer. Figur 3.9 Energianvändning (TWh) per transportslag –2014 Källa: (2016a). Den totala energianvändningen i transportsektorn har ökat , se Figur 3.9. har dock energianvänd- ningen sjunkit för att plana ut och åter öka något. registrerades den högsta nivån (Energi- myndigheten 2016b). Vägtrafikens utveckling präglas av faktorer som verkar i mot- satta riktningar. Flera faktorer bidrar till en minskad energianvänd- ning och minskade utsläpp. Antal körda mil per fordon har minskat för i stort sett alla fordonstyper och energianvändningen per km har minskat , se Figur 3.10. Likaså har växthusgasutsläppen per fordon minskat (Natur- vårdsverket 2015a). finns faktorer som har bidragit till att den totala energianvändningen och de totala utsläppen från transport- sektorn har ökat. Det totala antalet fordon har ökat. Fler familjer har två bilar och det finns fler fordon på vägarna jäm- fört med , se Figur 3.11. Figur 3.10 Genomsnittlig körsträcka per fordon i vägtrafik (mil) och energianvändning (kWh per km) för samtliga fordon 1999–2014 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 Källa: (2016a); (2015a); Trafikanalys (2016). Figur 3.11 Totalt antal fordon (miljoner) i vägtrafiken och totalt antal körda mil (miljoner) 1999–2014 Total antal fordon, miljoner Totalt körda mil, miljoner Källa: (2016a); (2015a); Trafikanalys (2016). Inom transportsektorn används fortfarande el som energikälla i begränsad omfattning (huvudsakligen för spårbunden trafik) och användningen uppgick till (2016a). Inom vägtrafiken användes mindre än 100 GWh el fördelat på 2 172 elbilar, 833 lätta lastbilar och 11 elbussar (Trafikanalys 2016; 2015a). Motsvarande stati- stik visar på en ökning av antalet fordon inom vägtrafiken till 4 765 elbilar, 1 224 lätta lastbilar och 20 elbussar (Trafik- analys 2016). Genom att anta ett konsumtionsperspektiv kompletteras bilden av svensk energianvändning. Med detta perspektiv inkluderas den energi- användning som sker i andra länder för att producera varor och tjänster som importeras och konsumeras i . Med ett konsum- tionsperspektiv är alltså den energianvändning som sker utomlands för att producera de varor och tjänster som importeras inräknad, medan energianvändningen som sker inrikes för att producera varor och tjänster som exporteras i stället räknas bort. Svensk handel med andra länder, liksom internationella resor och turism, har ökat under . De flesta länder som importerar varor och tjänster från använder en större andel fossila bränslen än , vilket påverkar den indirekta använd- ningen av fossila bränslen genom konsumtion i . Naturvårds- verket har i flera analyser uppmärksammat den miljöpåverkan som på så sätt finns inbäddad i de produkter och tjänster som vi köper. Enligt en rapport från (2016i) var energianvändning lika stor utifrån ett konsumtionsperspek- tiv som utifrån ett produktionsperspektiv, 67 MWh per person i termer av primärenergi. Detta kan till viss del förklaras av att har en omfattande export av energiintensiva varor som ”kompenserar” för energianvändningen via import. Sammansättningen av energianvändningen vid ett konsumtions- perspektiv skiljer sig däremot jämfört med ett produktionsperspek- tiv. Andelen fossila bränslen ökar från () i pro- duktionen till med hänsyn till import. Den totala energitillförseln i har ökat från till , se Figur 3.12. Att energitillförseln har ökat medan energianvändningen stått still kan till stor del förklaras med introduktionen av kärnkraft. Kärnkraften har stora värmeförluster vilka inte kommer till nytta i den slutliga energianvändningen utan i stället kyls bort. Total energitillförsel (TWh) per energislag –2014 Källa: (2016a). kan ett antal trender i energitillförseln urskiljas. De fossila bränslenas andel av den totala energitillförseln har minskat från . Kärnkraftens andel har gått från 0 till 33 pro- cent av energitillförseln. Biobränslenas andel har ökat från (2016a). Andelen förnybar energi av den slutliga energianvändningen har ökat kraftigt i . har andelen ökat från till och har därmed den högsta an- delen förnybar energi i hela EU, se Figur 3.13 (även om och har högre andel ) (2016a). Figur 3.13 Andel förnybar energi av slutlig energianvändning –2014 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 Källa: BP (2016); (2016a); (2016a). På tillförselsidan är kärnbränsle följt av olja de största energislagen i . Kärnbränsle står för av den totala energitill- förseln och olja för (2016a). till slutlig användning av energi är biobränslen största energi- slag med en andel på (Svebio 2016). Då inkluderas bio- bränsle som går till el- och värmeproduktion. Av de förnybara energi- slagen stod bioenergin för av användningen av förnybart, se Figur 3.14. Figur 3.14 Fördelning av förnybar energi per energislag som andel av slutlig energianvändning Källa: BP (2016); Svebio (2016); (2016a). var elproduktionen betydligt lägre än och vattenkraft stod för av den totala produkt- ionen. El från oljeeldade kraftverk (kondenskraftverk) stod sam- tidigt för . togs kärnkraften i drift och har tillsammans med vattenkraft dominerat elproduktionen i , se Figur 3.15. stod dessa kraftslag för av all producerad el. Andelen har minskat till i takt med att ny förnybar elproduktion tagit en större andel. kom av den producerade elen från vatten- och kärnkraft, från vind och från biokraft. Andelen variabel1 elproduktion ökar, framför allt vindkraft, se Figur 3.15. Figur 3.15 Elproduktion (TWh) –2015 Källa: (2016a); (2016). 1 Variabel elproduktion definieras fortsättningsvis som elproduktion från kortsiktigt fluktu- erande energikällor, exempelvis sol och vind. Dessa är mer väderberoende och mindre planerbara än annan elproduktion. Figur 3.16 Elproduktion per kraftslag (procent) Källa: ENTSO-E (2016). Solkraften stod för av den totala elprodukt- ionen (Svk 2016a). Eftersom en stor del av den producerade solelen går till egenkonsumtion och inte passerar elnätet så underskattas sol- elen i svenska kraftnäts (Svk) statistik. Enligt en rapport från producerade solelen av den totala elproduktionen (2016j). Naturgas introducerades i genom en utbyggnad av det danska naturgassystemet till genom en ledning från i närheten av till utanför . Naturgas är en relativt liten energikälla i . upp- gick naturgasförbrukningen i det västsvenska systemet till drygt . Som jämförelse användes el . Den enskilt största delen av naturgasen används inom indu- strin. Dess andel utgjorde av den totala gas- användningen , vilket motsvarar . Inom kraftvärme- och fjärrvärmeanläggningar användes , dvs. En mindre del, , motsvarande 3,5 pro- cent av naturgasen, användes för uppvärmning av bostäder. Reste- rande användning, , kategoriseras som övrig näringsverk- samhet. Värmemarknaden är vid sidan av elmarknaden den största energi- marknaden i . Behovet av uppvärmning och tappvarmvatten i bostäder, lokaler och industrier utgör en fjärdedel av energianvändning. Småhusen är den största förbrukargruppen på värmemarknaden, följt av flerbostadshusen, lokalerna och industrin. Fyra uppvärmningstekniker dominerar värmemarknaden: fjärr- värme, elvärme, värmepumpar och biobränslepannor. Värmemarknaden karakteriseras av låga utsläpp av klimatgaser och andra miljö- och hälsoskadliga ämnen. har en utveckling pågått som inneburit en övergång till förnybar energi. Huvuddelen av den värme som produceras för den svenska värme- marknaden är hållbar ur ett energi- och miljöperspektiv. Den direkta användningen av fossila bränslen har nästintill upphört. Fjärrvärme har funnits i och var den tillförda energin till fossilbaserad. Fjärrvärme producerades då med oljor i värmeverk, dvs. anläggningar där endast värme produceras. har den fossila andelen minskat kraftigt, andelen biobränsle har ökat och produktionen sker framför allt i kraftvärmeverk, dvs. där el och fjärrvärme produceras . Andelen kraftvärmeproducerad fjärrvärme har successivt ökat. ligger andelen jämfört (2015a). Flera olika bränslen kan användas för fjärrvärmeproduktion. har det skett en betydande omställning mot förnybara bränslen, se Figur 3.17. Fjärrvärmeproduktion (TWh) per bränsle –2014 Källa: (2015a). Värmepumpars andel i fjärrvärmesystemet har minskat och användningen av elpannor har i stort sett helt för- svunnit . Användningen av avfall har ökat det . I flera svenska städer utgör värmen från av- fallsförbränning basen för fjärrvärmen. Ökningen beror främst på förbudet mot deponering av brännbart avfall som infördes och på förbudet mot deponering av organiskt avfall . Avfall ingår både i posten biobränslen (organiskt avfall) och övriga bränslen (fossilt avfall). I posten övriga bränslen ingår även torv. Över tid har omställningen till fjärrvärme flyttat bränsletillförseln från hushåll med tidigare egen uppvärmning till fjärrvärmesektorn. har en hög andel installerade värmepumpar jämfört med andra länder och uppgick antalet till över 1,1 miljoner (Energi- myndigheten 2015d). Merparten av dessa återfinns i småhus. Enligt (2016) är knappt hälften av de värmepumpar som säljs luft- värmepumpar. bedömer att nya effektivare värmepumpar kommer att kunna minska eleffekt- behovet med mellan 1,6 och 2,4 GW. Enligt Energimyndigheten (2015d) går den tekniska utveck- lingen för värmepumparnas del i riktning mot högre verkningsgra- der och möjligheter att styra lasterna så att dyr topplastproduktion av el eller fjärrvärme kan undvikas. 3.2.4Egenskaper hos olika kraftslag Vattenkraften utgör en viktig del av det svenska elsystemet. Dess lokalisering har varit utgångspunkten för uppbyggnaden av stam- nätet i . Vattenkraften har påverkat förutsättningarna för introduktionen och utformningen av annan kraftproduktion och därmed också utvecklingen av elmarknaden och balansmarknaden. Trots detta är inte vattenkraften homogen utan det finns stora skill- nader mellan olika kraftverk. Vattenkraften byggdes mycket tidigt i elsystemets utveckling. Lokala vattenkraftverk har i många städer funnits betydligt längre än elektriciteten och i takt med att el blev en efterfrågad energibärare utrustades de med generatorer. Dessa tidiga vattenkraftverk saknar i regel vattenmagasin och är ofta byggda i närheten av stadsmiljöer. Merparten av dagens kapacitet byggdes ut på 1950- och 1960- talen. Det finns inte en aktiv nyproduktionsmark- nad för vattenkraft i , primärt p.g.a. skyddade älvsträckor och bristande lönsamhet i nyinvesteringar. Vattenkraftens ägare har fokus på reinvesteringar, underhåll och vidmakthållande åtgärder i befintliga anläggningar. Ett vattenkraftverk utnyttjar vattnets lägesenergi för elprodukt- ion. Vattnet passerar genom en eller flera vattenturbiner, mekanisk energi genereras av en roterande turbinaxel som sedan konverteras i en generator till elektrisk energi. En transformator höjer spänningen och elen förs över till elnätet. Vattenkraftverk med dammar möjlig- gör att vattnet kan lagras i magasin och användas för att reglera energiuttaget.