Mål

Delprojektets mål är att analysera utvecklingen för de svenska och de nordiska energisystemen mot 2050, med fokus på robusthet och stresstålighet mot tydliga (och snabba) förändringar i de viktigaste omvärldsfaktorerna och/eller parametrarna som styr energisystemen både på kort och lång sikt. Analyserna kommer att definieras utifrån ett antal viktiga omvärldsförutsättningar såsom politiska styrmedel och mål samt energimarknaders design och teknisk utveckling. Beroende på hur energisystemen ser ut i framtiden, vilket med andra ord är scenarioberoende, så kommer också robustheten mot förändringar i till exempel energipriser, politik, energibehov och tillgänglighet till resurser och teknik att se olika ut. Ett el- eller fjärrvärmesystem med mycket förnybart är relativt stresståligt mot kraftiga förändringar på de internationella fossilbränslemarknaderna. Å andra sidan är sådana system relativt känsliga mot variationer i till exempel tillrinning eller vindtillgång, och stora svängningar i biobränslepriser eller elcertifikatpriser.

I projektet ingår också analyser av samordningsvinster och samordningseffekter av att knyta de olika lokala, nationella, nordiska och nordeuropeiska energisystemen närmare varandra. Det gäller dels ökad sammankoppling av till exempel el-, fjärrvärme- och gasmarknaderna för att exempelvis bättre möta den ökade variabiliteten som kan förutses på elmarknaden. Dels att knyta de nordeuropeiska elsystemen närmare varandra med pågående och potentiellt tillkommande förstärkningar i överföringskapacitet.

Genomförande

Scenariodefinitionerna kommer att bygga vidare på de scenarioarbeten som utfördes under NEPP-projektet, men analyserna och scenarierna kommer att vidareutvecklas så att de tydligare kan fånga systemens robusthet och stresstålighet. Nya scenarier kommer också att definieras. Arbetet omfattar att i detalj studera hur energisystemen är uppbyggda och hur robusta energisystemen i respektive scenario är mot förändringar i viktiga faktorer som styr utvecklingen av energisystemen både på kort och lång sikt. Ambitionen är att lyfta fram styrkor och svagheter i de olika scenarierna som genererats och som beror bland annat på hur energi- och klimatpolitiken utformas och tillgänglighet, prestanda och kostnader för ny teknik. För analyserna utnyttjas NEPPs ”modellverktygslåda” där bland annat MARKAL/Times, ELIN, EPOD och Apollo ingår. Dessa kompletteras här med det detaljerade fjärrvärmesimuleringsprogrammet Martes.

• Särskilt fokus ska ligga på analyser av politiska mål och styrmedel efter 2020.

• Ställningstaganden av olika medlemsstater på kontinenten granskas och utvärderas. Hur kommer man att se på konflikten mellan nationellt och EU-perspektiv?

• Hur kan den svenska energi- och klimatpolitiken komma att utvecklas, inom de ramar som EU:s politik sätter? Analyser av vägval och dess effekter i olika perspektiv. Hur påverkar Energikommissionens överenskommelse den långsiktiga utvecklingen av energisystemet?

Regionala och lokala energimarknader

Analyserna av de regionala och lokala energisystemens utveckling skall stärkas i denna etapp av NEPP, dels för att ge en bättre förståelse för behovet av utvecklingen av elnäten regionalt/lokalt, men även för att kunna belysa de stora olikheter som finns på våra många lokala värme- och gasmarknader. Härigenom ökar vi också detaljnoggrannheten och kvaliteten på NEPP:s analyser och resultat på nationell/internationell nivå.

Förväntade resultat

Målet är att ta fram kvantitativa svar på de forskningsfrågor som redovisas ovan. Analysresultaten förväntas ge viktigt underlag kring de styrkor och svagheter som är förknippade med olika utvecklingsspår för det svenska och det nordiska energisystemet. Resultaten ger en ökad förståelse för de utmaningar och de vinster som följer av en given sammansättning av den framtida energimixen. Detta i sin tur styrs av de beslut som fattas idag, dels på politisk nivå genom styrmedel, dels på branschnivå genom till exempel investeringar, men även på enskild nivå genom aktiva val av exempelvis uppvärmningssystem, eventuell egenproduktion av el, transportslag med mera. Analyserna ger också kunskap om samordningsvinster på en övergripande nationell nivå av att knyta energisystemen för el, fjärrvärme, gas och biobränslen ännu närmare varandra.

Forskningfokus, forskningsfrågor

Till följd av de senaste årens snabba teknikutveckling, inte minst inom delar av den förnybara energitillförseln och den förda energi- och klimatpolitiken, är de svenska och nordiska energisystemen stadda i snabb förändring. Flera forskningsarbeten pekar entydigt på att Sveriges, Nordens och Europas beroende av förnybara energislag inom alla delar av energisystemet kommer att fortsätta öka kraftigt. Detta är en önskvärd utveckling av flera skäl, men också förknippat med stora utmaningar och krav på energisystemens framtida beskaffenhet. Hur stor andel den förnybara energin står för i framtiden tenderar att vara scenarioberoende. I alternativa scenarier kan annan koldioxidsnål teknik såsom kärnkraft, CCS och naturgasbaserad energitillförsel stå för en signifikant andel av framtidens energiförsörjning tillsammans med en stor andel förnybart. Mot denna bakgrund är det viktigt att närmare i detalj analysera fördelar och nackdelar med en viss andel förnybar energi i energisystemen. Skall Sveriges sikta mot 100 procent förnybart i framtiden eller finns det skäl att i mixen även ha icke-förnybar energi med små eller inga utsläpp? Är ett system med 100 procent förnybart lika leveranssäkert som ett med lägre andel förnybart? Finns det skillnader mellan värme, gas eller el i det avseendet?

Viktiga forskningsområden är bland annat:

• Analysera hur ett antal viktiga omvärldsfaktorer, såsom politiska styrmedel och mål, teknikutveckling och resursbas (till exempel biomassa och annan förnybar energi) påverkar utvecklingen för de lokala, nationella och nordiska energisystemen

• Analysera robustheten och stresståligheten i de framtida svenska och nordiska energisystemen mot förändringar (på kort och lång sikt) i omvärlden. Detta kan till exempel vara:

- Kommer ett fjärrvärme- eller elsystem med en stor andel förnybar energi att vara oberoende av kraftiga förändringar i prisbilden på fossila bränslen och utsläppsrätter?

- Är ett kraftsystem med mycket variabel elproduktion mer utsatt för variationer i vattentillrinning (torr- och våtårsvariationer)?

- Måste vi ha en betydligt flexiblare elanvändning än idag för att möjliggöra en integration av stora volymer variabel elproduktion? Vad blir konsekvenserna om man misslyckas med att mobilisera efterfrågeanpassningen?

- Kommer ett kraftsystem med en stor andel vindkraft att medföra signifikanta skillnader i årlig produktion beroende på årliga skillnader i vindtillgång?

- Vad händer i ett framtida nordiskt kraftsystem med en stor andel ny kärnkraft om vi tvingas snabbstänga en stor andel av reaktorerna på grund av säkerhetsskäl?

- Hur skulle ett fjärrvärmesystem med en mycket stor andel biomassa påverkas av kraftiga prishöjningar på biomassa och/eller att förbränning av biomassa inte anses leda till nettonollutsläpp?

- Om ambitionerna att minska växthusgaserna går i stå såväl i Europa som i andra delar av världen, är det fortfarande en god idé att satsa ambitiöst på en omställning mot låga utsläpp i Sverige och i övriga Norden?

• Analysera och väga de olika åtgärder som kommer att behövas om de nordiska energisystemen ska nå nollutsläpp t.ex effektiviseringar, CCS, vind- och solkraft, bränslebyten till biomassa, elektrifiering, strukturomvandlingar, spillvärmeutnyttjande, energilagring, kraftvärmeutbyggnad, m.m. Här ingår också frågeställningar som:

- Kan vi komma ner mot nollutsläpp i Norden utan CCS?

- Hur mycket variabel elproduktion är möjligt med bibehållen elkvalitet och vad behövs för att möjliggöra detta?