Det har i bland annat massmedia under det senaste året förekommit en hel del diskussioner angående möjligheten/risken att svensk kärnkraft skulle ersättas av rysk vid ett svenskt beslut om avveckling. Jag vill här kommentera detta eftersom vissa basfakta knappast alls beaktats i diskussionen. Min slutsats är att det knappast kan antas troligt att förändringar av driften i svenska kärnkraftverk skulle påverka driften av ryska reaktorer. Det är viktigt att notera att detta på intet sätt skall ses som ett försvar för fortsatt drift av ryska reaktorer utan en analys av troliga konsekvenser av olika ageranden från svensk sida.

Bakgrund

Här följer vissa inlägg angående kopplingen mellan svensk kraftförsörjning och rysk kärnkraft som förekommit under det senaste året.

1. På Dagens Nyheters debattsida den 8 juli 1996 diskuterar Jan Björklund (fp), Sylvia Lindgren (LO), Lotta Edholm (fp) och Roland Larsson (LO) konsekvenser av att man avvecklar den svenska kärnkraften. De skriver t ex att "Att snabbavveckla svensk kärnkraft för att i stället få importera el till exempel från Finland som i värsta fall är producerad i Sosnovyj Bor måste väl ändå beskrivas som miljöfientligt även av den mest övertygade kärnkraftmotståndare". Angående elförsörjningen en dag i maj-96 skriver man att "...Importen från Finland var kanske kolkraft, men det finns en liten risk att det var kärnkraft producerad i Sosnovyj Bor!"
2. I NUTEK-rapporten "Elmarknaderna runt Östersjön" [3] finns en rubrik på sidan 19 : "Naturgasel och kärnkraft från Ryssland ?" På sidan 20 står det vidare att "Om överföringsledningar byggs har Ryssland stora möjligheter att exportera naturgas- och kärnkraftsel till Centraleuropa". Det finns dock inget i rapporten förutom dessa rader som antyder eller på något sätt visar att det just skulle vara kärnkraft som exporteras eller skulle kunna exporteras från Ryssland.
3. I Svenska Dagbladet den 13 juli 1996 får Annika Ramsköld från Vattenfall frågan : "Ersätter man då svensk kärnkraft med polsk kol- och rysk kärnkraft ?" Hennes svar är : "Ja, i teorin är det i alla fall möjligt. I vintras när vi hade elbrist kom elen delvis från Ryssland."
4. I Aftonbladet den 28 juli 1996 skriver professor Carl B Hamilton på debattsidan bland annat : "... En andra åtgärd vore att exportera svensk, jämförelsevis mycket säkert producerad el in i det eldistributionsnät som i dag utgår från Ignalina och Sosnovyj Bor. Med det skulle man tvinga fram en lägre lönsamhet och minskad kärnkraftproduktion i dessa verk."

Var kommer elkraften ifrån ?

Sverige är en del av NORDEL-systemet där vi växelströmsmässigt är förbundna med Finland, Norge och Själland. Detta nät är i sin tur förbundet med likströmsförbindelser med det ryska systemet och det centraleuropeiska UCPTE-systemet. På samtliga dessa förbindelser med omvärlden sker en kontinuerlig handel. Sverige är alltså elektriskt förbundet med samtliga kraftverk i Europa med undantag av vissa öar som har egna system t ex Irland och Island. Totalt är Sverige med våra 34 000 MW anslutna till europeiska kraftverk med en total effekt på över 800 000 MW [8]. Den totala produktionen i de kraftverk vi är anslutna till är över 4000 TWh [8] att jämföra med vår årliga elproduktion om ca 140 TWh. Det är alltså knappast meningsfullt att säga att kraften till en viss elförbrukning kommer från ett visst kraftverk bara för att detta kraftverk är anslutet till samma nät som elförbrukningen ifråga.

Om man undrar var kraften till en viss elförbrukning kommer ifrån får man istället fråga sig vilket kraftverk som skulle minska sin produktion om man inte hade denna elförbrukning. Detta är samma sak som att fråga var produktionen ökar om man ökar elförbrukningen.

Frågan om huruvida svensk elförbrukning nu och/eller i framtiden täcks av produktion i ryska kärnkraftverk, kan alltså enbart besvaras genom att studera hur (och om) man i Ryssland skulle ändra sin kärnkraftsproduktion beroende på en svensk ändring av elförbrukningen och/eller ändrad svensk elproduktionsförmåga.

Det finska elsystemet

Till en börja med så finns det ingen direktförbindelse mellan Sverige och Ryssland, utan den förbindelse som finns går via Finland. Den första frågan man måste ställa sig är alltså om, och i så fall hur, en ändrad svensk kraftsystemsituation skulle påverka driften av det finska systemet. Det är först om man i en sådan analys kommer fram till att detta skulle förändra Finlands handel med Ryssland som det blir meningsfullt att studera hur Ryssland i så fall ändrar sin produktion beroende på en ändrad svensk kraftsituation.
Den finska kraftförsörjningen 1990-95 visas i tabellen nedan. Som framgår av denna tabell så varierar importen från Sverige mellan åren. Detta beror bland annat på att år med god vattentillgång i Sverige ger kraftpriser som är konkurrenskraftiga gentemot den finska kondensproduktionen. Detta framgår av tabellen där kondensproduktionen varierar med en tendens åt lägre produktion under år med god vattentillgång i Sverige. Detta kommenteras också i [1, sid 256] : "Efter öppnandet av näten i Finland har framför allt de kolbaserade kraftverken fått svårt att hävda sig i konkurrensen med importerad el, vilket resulterat i bl a ett antal avtal om export av fast kraft från Sverige". Som framgår av denna mening så konkurrerar import från Sverige med finska kolkraftverk. Tabellen visar också att den finska kärnkraften körs relativt konstant oberoende av mängden svensk import.
 

Tabell 1: Finlands elproduktion och nettoimport 1990-95 i GWh/år [7] 

År	1990	1991	1992	1993	1994	1995
Vattenkraft	10 823	12 966	14 986	13 460	11 669	12 785
Kärnkraft	18 127	18 398	18 195	18 766	18 377	18 125
Kondens	6 426	7 168	4 614	7 309	12 010	8 783
Mottryck	16 331	16 694	16 889	18 562	20 076	20 902
Gasturbiner	11	6	5	5	9	7
från Sverige	5 995	2 037	3 762	2 757	1 366	3 608
från Norge	112	75	100	54	-290	-12
från Ryssland	4 617	5 056	4 384	4 730	5 027	4 815
Vattenkrafts- produktion i Sverige	71 459	62 329	72 664	73 262	57 883	67 017

 

En viss variation sker också på förbindelsen mellan Ryssland och Finland (+- 0.3 TWh) dvs man kan inte utesluta att en förändrad import från Sverige har en viss påverkan på Finlands import från Ryssland.

Nästa fråga man ställer sig är då om denna eventuellt förändrade handel med Ryssland i så fall påverkar driften i deras kärnkraftverk.

Elsystemet i Rysslands Nord-Västra Region

Rysslands elsystem kan delas in i olika regioner [3,4,5,6]. Finland är elektriskt förbundet med den Nordvästra Regionen (NR) med en likströmsförbindelse (NR=>Finland:900 MW) samt en mindre växelströmsförbindelse om 100 MW. Den Nordvästra Regionen är även förbunden med den Centrala Regionen (CR) med en växelströmsförbindelse som har följande kapacitet : NR => CR : 1550 MW, CR=>NR : 900 MW. Nordvästra Regionen är även förbunden med Estland med växelströmsförbindelser om totalt 1200 MW. Elförbrukningen i den Nordvästra Regionen under perioden 1990-93 (ej Kaliningradområdet) visas i tabell 2.
 

Tabell 2: Energikonsumtion i Rysslands Nordvästra Region

År	1990 [3]	1991 [3]	1992 [3]	1993 [3]	1994 [5]
TWh	70.3	68.3	59.2	61.1	54.7

För 1990-93 var Kaliningrads last 4.1% av totala lasten i Nordvästra regionen. Denna siffra har även utnyttjats för åren 1993-94. Den totala produktionskapaciteten i regionen utom Kaliningrad visas i tabell 3.
 

Det är oklart varför de olika källorna till tabell 3 har så olika uppskattningar om mängden installerad kraft i regionen. Den totala produktionen i kärnkraften under 1990-94 visas i tabell 4.
 

Den minskade kärnkraftsproduktionen kommenteras i [5] sid 218 "In 1994, most nuclear plants were unable to carry out the normal range of corrective and preventative maintenance measures. Nuclear plant load factors dropped to 52 % on average due to lack of spare parts, operating supplies and funds for new fuel."
Den totala vattenkraftsproduktionen under ett normalår är i den Nordvästra Regionen är 12.5 TWh [6]. Denna produktion varierar något mellan olika år beroende på tillrinningen.
Utgående från tabell 1,2 och 4 kan man nu uppskatta hur stor produktionen är i de fövriga kol- olje- och gas-kraftverken. Det bör observeras att det inte finns någon uppgift om hur mycket kraft som säljs på förbindelserna mellan den Nordvästra Regionen och Estland respektive den Centrala Regionen. I tabellen antas också normalproduktion för vattenkraften vilket givetvis är en approximation. I [6] är t ex vattenkraftproduktionen under ett givet år (troligen 1993) 11.8 TWh.
 

Tabell 5: Kraftbalans för Nordvästra Regionen, TWh

	1990	1991	1992	1993	1994
Elförbrukning  (+)	70.3	68.3	59.2	61.1	54.7
Export Finland (+)	4.6	5.1	4.4	4.7	5.0
Kärnkraft (-)	34.4	37.3	30.3	32.8	25.6
Vattenkraft (-)	12.5	12.5	12.5	12.5	12.5
= Övrig kraft + nettoexport	28.0	23.6	20.8	20.5	21.6

Ur driftekonomisk synpunkt så är vattenkraft billigast, sedan kommer kärnkraft och sist kol, olja och gas. Detta innebär att de som sköter driften av ett kraftsystem alltid försöker att utnyttja kärnkraften maximalt samt reglera tillgängligt vatten på ett sådant sätt att kostnaderna för övrig värmekraft minimeras. Det måste anses osannolikt att de som driver elsystemet i Rysslands Nordvästra Region skulle agera annorlunda. I [5], sid 220, står det t ex : "Russia's nuclear plants operate regularly in a base load regime, owing primarily to low fuel costs." Som framgår av tabell 5 så produceras det relativt mycket energi med fossileldade kraftverk. Det bör här tilläggas att i den Central Regionen, som det finns en möjlighet att importera 1500 MW ifrån, är andelen kärnkraft betydligt mindre (13 % av total kapacitet [6]) än i den Nordvästra Regionen (ca 32 % enligt tabell 3).

Slutsatser

Den slutsats man kan dra efter att ha studerat elsystemet i den Nordvästra Regionen är att om exporten till Finland skulle ändras så skulle en ekonomisk drift av systemet innebära att man skulle ändra olje- kol- och gaskraftproduktionen och/eller import/export från/till den Centrala Regionen. Det är osannolikt att produktionen i kärnkraftverken skulle påverkas. Motivet till denna slutsats är att man kan förutsätta att driftpersonalen agerar likadant i Ryssland som i Sverige och andra länder, dvs man försöker köra systemet så billigt som möjligt.

Efter denna generella slutsats vill jag kommentera de inlägg som citerades ovan.

1. Att hävda att elförbrukning i Sverige försörjs med rysk kärnkraft är knappast korrekt.. Om vi inte importerade från Finland skulle Finland troligen dra ner på sin kolkraftsproduktion. Möjligen skulle förbindelsen till Ryssland påverkas något. Detta skulle dock knappast innebära att man på den ryska sidan skullle ändra sin kärnkraftsproduktion utan snarare minska på annan dyrare produktion.
2. Det är synnerligen tveksamt att Ryssland skulle börja exportera just kärnkraft. Det finns knappast något som talar för att man inte kör kärnkraftverken redan idag så mycket som det går. Däremot är formuleringen "Naturgasel från Ryssland" troligen korrekt.
3. Samma kommentar som ovan. Om vi inte hade importerat el från Finland som eventuellt påverkar importen från Ryssland, så skulle knappast Ryssland ändra sin kärnkraftsproduktion. Det finns annan produktion som är betydligt lönsammare att stänga av.
4. Antag att vi skulle exportera stora mängder kraft till Ryssland till ett pris som skulle accepteras av dem. Konsekvensen skulle då bli att de skulle dra ner på sin övriga produktion i första hand eftersom den är dyrare än kärnkraften. En annan möjlighet är förstås att sälja elen vidare till andra länder.

Det finns vissa osäkerheter i denna analys som bör nämnas. Till en börja med kan frågan "Var kommer elen ifrån ?" endast besvaras genom att i teorin studera hur man troligen skulle köra systemet med en annan elförbrukning. För att något sånär exakt uppskatta hur det Nordiska + det Ryska kraftsystemet inklusive utlandsförbindelser troligen skulle köras om man ändrar elförbrukningen och/eller produktionen i Sverige är en enorm uppgift. Bland annat skulle man behöva en mycket detaljerad beskrivning av samtliga kraftverk, elförbrukningens karakteristika och kraftnäten. Detta har inte varit möjligt här beroende på brist på tid, modeller och data.

Till osäkerheterna hör också t ex

• Vattenkraftsproduktionens variation i den Nordvästra Regionen. I Sverige är vi ibland tvungna att dra ner på kärnkraften vid höga tillrinningar eftersom lasten inte är tillräckligt hög och vattenkraft är billigare än kärnkraft. Det är dock osannolikt att vattenkraftsproduktionen skulle kunna vara så hög i Nordvästra Regionen. I Sverige står vattenkraften för ca 50 % av produktionen, i den Nordvästra Regionen för ca 20-25 %. Dessutom verkar vattenkraften i den Nordvästra regionen vara relativt väl reglerbar med minimala produktionsnivåer om 50-60 MW, såväl under vintern, vårfloden som under sommaren [6].
• I den Nordvästra Regionen finns relativt mycket kraftvärme. Dessa kraftverks produktionskapacitet är kopplad till värmebehovet. Exakt vilka driftsstrategier som används i Ryssland, hur t ex produktionen är styrbar, är okänt.
• Elnätet internt i den Nordvästra Regionen är relativt svagt. Exakt hur detta påverkar driften av kraftverken har inte varit möjligt att uppskatta.

I underlagsbilagorna till [2] sid 118 står det t ex på avsnittet om Fördelar med en integrerad nordisk elmarknad att "I det nordiska kraftsystemet används nästan alltid någonstans kolkraft. Den rörliga kostnaden för kolkraft ligger på ca 13 öre/kWh. Förutsatt att det inte finns nätbegränsningar (vilket sällan är fallet) kommer inte prisnivån i Norge normalt att sjunka under 13 öre/kWh vid en öppen nordisk elmarknad". Eftersom kärnkraftens rörliga kostnad är lägre än 13 öre/kWh, så innebär det att all kraft som är billigare (dvs även rysk kärnkraft) körs för fullt, annars skulle man inte köra kolkondens. Det kan dock påpekas att den nordiska elmarknaden ännu ej kan betraktas som helt integrerad.

Referenser

[1]"Omställning av energisystemet", Slutbetänkande av Energikommissionen, SOU 1995:139
[2] "Ny elmarknad", SOU 1995:14
[3] "Elmarknaderna runt Östersjön" NUTEK B 1995:10
[4] "Electricity in European Economies in Transition" OECD/IEA, 1994
[5] "Energy Policies of the Russian Federation" 1995 SurveyOECD/IEA, 1995
[6]"Joint Electric Power Alternatives Study" An investment Program for Russia prepared for Energy Policy Committee of the U.S.-Russia Joint Commission on Economic and Technological Cooperation.]
[7]"Nordels årsberättelse" 1990-95
[8]"1995 Annual bulletin of Electric Energy Statistics for Europe and North America"

Lennart Söder
Docent
Institutionen för Elkraftteknik
Kungl Tekniska Högskolan

Åter till Lennart Söders kraftsystemsida