Erik Moberg:
Värdering av insatserna inom
området vindenergi
© Erik Moberg
3.1 Olika
tillämpningar av vindkraft
3.2
Svårbedömbara faktorer i beslutsunderlaget
3.1 Olika tillämpningar av vindkraft
Vindkraft kan utnyttjas på flera olika sätt. När man jämför olika tillämpningar med varandra är det av intresse att dels se på den producerande energins kvalitet, och dels på det system i vilken den används.
Vindkraften är mekanisk energi och därigenom av hög kvalitet. Mekanisk energi kan till skillnad från till exempel värmeenergi i princip omvandlas förlustfritt till andra energiformer. En viss kvantitet mekanisk energi kan alltså omvandlas till till exempel (nästan) samma kvantitet elenergi eller värmeenergi. För värmeenergi gäller inte samma sak. När värmeenergi omvandlas till mekanisk energi inträffar med nödvändighet alltid förluster. Under normala betingelser är det ofta så att man ur en viss kvantitet värmeenergi kan få ut ungefär en tredjedel som mekanisk energi. Detta innebär att mekanisk och elektrisk energi är högvärdiga energiformer, medan värme kan sägas vara av lägre kvalitet. Eftersom det nu går att ta ut vindenergi som mekanisk eller elektrisk energi så talar mycket för att man skall göra det. Omvandling till värme - till exempel genom friktion - innebär en degradering av vindenergin som i allmänhet inte är försvarbar. Mera konkret kan man istället uttrycka sig så här. För att producera en viss kvantitet elektricitet åtgår i allmänhet omkring tre gånger så mycket olja som för att producera samma kvantitet värme. Om man då använder vindkraft för att ersätta (oljeproducerad) elektricitet så sparar man omkring tre gånger så mycket olja som om man använder den för att ersätta (oljeproducerad) värme. I allmänhet är det därför bäst att omvandla vindkraften till mekaniskt arbete eller till elenergi. Tillämpningar som innebär omvandling till värme kan bara vara av intresse under mera speciella betingelser.
Vindenergin kan också omvandlas till kemisk energi, men med nu känd teknik går en sådan omvandling alltid vägen över elenergi. Omvandlingen till kemisk energi är därför aldrig intressant om inte omvandlingen till el är det.
Nästa fråga gäller det system i vilket den producerade energin används. En möjlighet är att vindkraftverk som producerar el kopplas in på det allmänna elkraftsystemet. En annan möjlighet är att elproducerande vindkraftverk, eller sådana som producerar mekanisk energi, används som separata enheter. Den producerade energin kommer då att utnyttjas i omedelbar anknytning till produktionen, som till exempel i gamla tiders väderkvarnar. Då man överväger huruvida en vindenergianläggning bör användas separat eller kopplas in på det elektriska nätet är framför allt följande synpunkter av intresse.
Vindförhållandena varierar kraftigt och det är bara vid tillräckligt god vind som en vindanläggning producerar energi. Normalt kan en sådan anläggning inte utnyttjas mer än omkring 20-30% av tiden. Det kapital som finns i vindanläggningen utnyttjas därför under alla förhållanden dåligt, men till detta kommer att vindanläggningen också i större eller mindre utsträckning tvingar fram ett dåligt utnyttjande av annat kapital.
Antag att en grupp vindkraftverk används som enda energikälla för någon industri. De delar av denna industri som för sin funktion är beroende av elektrisk energi kan då inte utnyttjas mer än vad vindanläggningen medger, det vill säga 20-30% av tiden. Ett relativt stort kapital blir alltså dåligt utnyttjat med dålig ekonomi som följd.
Om vindenergianläggningen istället för att användas separat kopplas in på det elektriska nätet, så drabbas inte det kapital som konsumerar elektrisk energi av lågt utnyttjande som i föregående exempel. Industrier som får sin elektriska energi från nätet kan ju i princip drivas dygnet runt. I detta fall minskas emellertid istället utnyttjandet av en del av det kapital som finns i det elektriska kraftsystemet. När det blåser så dras ju driften i andra kraftverk (än vindkraftverk) ned i motsvarande mån. De ekonomiska konsekvenserna av detta torde dock i allmänhet vara mycket mindre än dem som beskrevs i exemplet ovan med den dåligt utnyttjade industrianläggningen. Väsentligen finns det två skäl till att så är fallet.
Det första har med utnyttjandegraden att göra. Om man lite schematiskt antar att kapitalutrustning bör utnyttjas 100% av tiden, så innebär ju det första exemplet med industrianläggningen en reduktion i förhållande till idealet med 70-80 %. Om man emellertid kopplar in vindkraft i kraftsystemet så reduceras utnyttjandet hos de andra befintliga kraftverken inte med mer än 20-30 %. Eftersom vindkraftverk i allmänhet utnyttjas avsevärt mindre än 50% av tiden så blir alltså reduktionseffekten mycket större på elkonsumtionsutrustning än på elproduktionsutrustning. Det andra skälet har med kapitalkostnaderna att göra. I kombination med sin kringutrustning är apparater som konsumerar elektricitet i allmänhet avsevärt dyrare per kW än apparater som producerar el. Antag till exempel att det i en industri finns en maskinhall med svarvar, fräsmaskiner, borrmaskiner, och så vidare, som drivs av elektriska motorer. Kostnaden för den totala anläggningen inklusive byggnad, maskiner med mera per kW installerad motoreffekt är i ett sådant fall avsevärd. Hela detta kapital står outnyttjat när de elektriska motorerna inte kan användas.
Slutsatsen av det förda resonemanget blir följande. Om man kopplar in vindkraftverken på nätet så blir minskningen i kapitalutnyttjandet förhållandevis liten, och den gäller ett förhållandevis billigt kapital. Detta är ett starkt argument för att integrera vindkraften i kraftsystemet i stället för att utnyttja den i separata anläggningar. Det finns även andra argument som pekar i samma riktning, men jag nöjer mig med det som anförts.
Det finns alltså, för att sammanfatta, mycket som talar för att vindenergin bör användas för att producera el och att denna el skall släppas ut på det allmänna nätet. I den mån en mera storskalig vindenergianvändning är tänkbar så bör den rimligen vara av detta slag. Detta hindrar naturligtvis inte att det under speciella omständigheter kan finnas även andra utnyttjandeformer av intresse, men i sådana fall kan det knappast bli tal om några totalt sett stora vindenergimängder.
Huvuddelen av verksamheten inom vindkraftprogrammet har
inriktats mot elproduktion för nätet. Mot bakgrund av vad som
sagts här verkar detta riktigt. Det är ju helt enkelt fråga
om en inriktning mot bästa tänkbara storskaliga tillämpning.
I det följande kommer jag enbart att behandla de delar av vindkraftprogrammet
som har den angivna inriktningen.
3.2 Svårbedörnbara faktorer i beslutsunderlaget
När man så småningom skall bestämma sig för om vindkraft skall introduceras i Sverige så är det en lång rad skilda faktorer man måste ta hänsyn till. En del av dessa faktorer är i princip kvantifierbara, och för en del av dessa kan man också genomföra kvantifieringen med hygglig precision. Hit hör till exempel faktorer som har med tekniska prestanda och direkta kostnader att göra. Andra faktorer kan emellertid vara svåra att bestämma, och dessutom finns det sådana som knappast ens i princip låter sig kvantifieras, men som ändå på något sätt måste vägas in i det slutgiltiga avgörandet. Hit kan bland annat räknas en del av de faktorer som har med miljöpåverkan och försörjningstrygghet att göra. Vindkraften kan påverka miljön på olika sätt, till exempel genom störning av radar på flygplatser och i kustbandet, genom förändring av landskapsbilden, genom buller och så vidare. Det är svårt att i alla avseenden värdera denna påverkan kvantitativt (till exempel i ekonomiska termer). Ytterst kommer det till betydande del att bli en fråga om vad man tycker. Tycker man bra eller illa om vindkraftens inverkan på miljön i jämförelse med andra energiformers? Svaret på sådana frågor är naturligtvis bland annat beroende på vem det är som tycker. På liknande sätt förhåller det sig med försörjningstryggheten. Hur högt man värderar den beror ju bland annat på hur man bedömer hoten mot till exempel oljeimporten eller mot möjligheterna att anrika uran i utlandet. Bedömer man sådana hot som stora så blir försörjningstryggheten förhållandevis mycket värd. Men att göra sådana bedömningar är svårt, och även om det finns mycket kunskapsmaterial som är relevant för bedömningarna så finns det också här ett ofrånkomligt inslag av vad den enskilde bedömaren "tror". Det kan därför vara svårt att säga att den enes bedömning är bättre eller sämre än den andres.
Vid behandlingen av dessa svåråtkomliga faktorer kan man gå fram på följande sätt. Man kan först koncentrera sig på sådana faktorer som är möjliga att bestämma med hygglig precision och se om detta pekar mot att vindkraften bör introduceras eller ej. Detta innebär till exempel att man väsentligen tar hänsyn till direkt mätbara ekonomiska storheter och förutsätter en något så när konfliktfri internationell utveckling. Externa effekter eller miljöpåverkan, hot om avspärrning med mera, lämnas utanför resonemanget. Resultatet av sådana inledande studier kan till exempel bli att vindkraften visar sig olönsam genom att vara si eller så mycket dyrare än andra alternativa energiformer. I det läget kan det vara fullt rationellt att säga att man likväl vill ha vindkraften eftersom den kanske ger en förhållandevis måttlig miljöpåverkan eller en större försörjningstrygghet. Poängen med att ändå ta fram de kvantifierbara delarna av beslutsunderlaget är att man därigenom får en uppfattning om det pris för vilket man köper den eventuella minskade miljöpåverkan eller den bättre försörjningstryggheten.
Slutsatsen blir att det under alla förhållanden är viktigt att försöka komma fram till en relativt renodlad ekonomisk bedömning av vindkraften, även om en sådan bedömning kan bli alltför snäv genom att inte ta hänsyn till en del svårbedömbara men ändå relevanta faktorer. Det är ju först när man har en sådan ekonomisk bedömning som man på rätt sätt kan ta hänsyn till andra mera svårbedömbara förhållanden. Av detta skäl kommer jag i det följande att koncentrera mig på de delar av beslutsunderlaget som har med den renodlade, men kanske snäva, ekonomiska bedömningen att göra.