Kan solenergi ersätta kärnkraft

Frågan om kan solenergi ersätta kärnkraft dyker upp allt oftare i takt med att energisystemet förändras. Solenergi växer snabbt, tekniken blir billigare och intresset från både hushåll och politiker ökar. Samtidigt fyller kärnkraften en mycket specifik funktion i elsystemet. För att ge ett ärligt svar krävs därför en systemnivåanalys, inte bara en jämförelse av installerad effekt.

Redan här blir det tydligt att solenergi och kärnkraft fungerar på fundamentalt olika sätt.

Kärnkraftens roll i elsystemet

Kärnkraft levererar stabil och planerbar el dygnet runt. Reaktorer producerar stora mängder elektricitet oavsett väder, årstid eller tid på dygnet. Just denna egenskap gör kärnkraften till baskraft, alltså elproduktion som hela systemet kan luta sig mot.

I Sverige används kärnkraft framför allt för att möta ett konstant och högt elbehov, särskilt under vinterhalvåret när efterfrågan är som störst. Därför handlar frågan om kan solenergi ersätta kärnkraft inte bara om mängden el, utan om när elen produceras.

Solenergi är väder- och tidsberoende

Solenergi producerar el när solen lyser. Det innebär hög produktion mitt på dagen, främst under vår och sommar. Däremot faller produktionen kraftigt på kvällar, nätter och under vintermånader.

I Sverige sammanfaller detta med ett grundläggande problem. Elbehovet är som högst på vintern, samtidigt som solenergin producerar som minst. Även om solceller fungerar tekniskt året runt, räcker produktionen inte för att täcka toppbelastningen.

Redan här blir svaret på kan solenergi ersätta kärnkraft mer komplext än ett enkelt ja eller nej.

Installerad effekt är inte samma sak som levererad el

Ofta hörs argumentet att man kan bygga ”tillräckligt många” solceller för att ersätta kärnkraft. Problemet är att installerad effekt inte säger hela sanningen.

En kärnreaktor kan leverera nära sin maxeffekt nästan konstant. Solenergi levererar däremot varierande effekt över dygnet och året. För att matcha samma levererade energi krävs därför mycket stora ytor solceller, tillsammans med lösningar för lagring och balans.

Detta gör att jämförelsen mellan solenergi och kärnkraft måste göras över tid, inte i ögonblicksbilder.

Energilagring är den avgörande faktorn

För att solenergi ska kunna ersätta kärnkraft krävs storskalig energilagring. Batterier, vätgas eller andra lagringslösningar måste kunna lagra sommarens överskott till vinterns behov.

I dag saknas sådan lagring i den skala som krävs. Batterier fungerar bra för timmar och ibland dagar, men inte för månader. Vätgas har potential, men tekniken är fortfarande dyr och ineffektiv i stor skala.

Så länge lagringen inte är löst blir frågan om kan solenergi ersätta kärnkraft i praktiken ett nej, åtminstone i ett nordiskt elsystem.

Elsystemets stabilitet och frekvens

Kärnkraft bidrar också med systemstabilitet. Tunga roterande generatorer hjälper till att hålla frekvensen i elnätet stabil. Solenergi saknar denna egenskap eftersom den kopplas in via kraftelektronik.

När andelen solenergi ökar kraftigt krävs därför extra teknik för att stabilisera nätet. Detta är möjligt, men innebär ytterligare investeringar och komplexitet.

Även här spelar kärnkraften en roll som inte är självklar att ersätta med solkraft.

Solenergi kan minska behovet av kärnkraft

Trots dessa begränsningar kan solenergi ändå påverka kärnkraftens roll. Genom att producera el när efterfrågan är lägre kan solenergi minska behovet av annan elproduktion under delar av året.

I kombination med vattenkraft, vindkraft och effektiv elanvändning kan solenergi bidra till att kärnkraftens betydelse minskar. Däremot innebär det inte att solenergi fullt ut ersätter kärnkraftens funktion.

Här ligger en viktig nyans i frågan om kan solenergi ersätta kärnkraft.

Ett energisystem bygger på samverkan

I praktiken bygger framtidens elsystem på en mix av tekniker. Solenergi fungerar bäst som ett komplement. Kärnkraft, vattenkraft och eventuellt andra stabila energikällor behövs för att säkra tillgången under årets mest krävande perioder.

Ju mer solenergi som byggs ut, desto större blir kraven på lagring, flexibilitet och styrning. Detta gör systemet mer komplext, men också mer diversifierat.

Slutsvar på frågan

Om man ser till dagens teknik och svenska förhållanden är svaret tydligt. Solenergi kan inte ersätta kärnkraft fullt ut. Däremot kan solenergi spela en viktig roll i att minska belastningen på kärnkraften och bidra till ett mer varierat energisystem.

Frågan om kan solenergi ersätta kärnkraft handlar därför mindre om antingen eller, och mer om hur olika energikällor kan samverka på ett effektivt sätt.