30 okt Nytt klimat kräver mer el
Vid värmeböljor blir temperaturen högre i tättbebyggda områden än i områden som ligger lite mer i naturen.
– I städernas täta bebyggelse bildas urbana värmeöar, som förstärker effekten av höga temperaturer – vilket vi nu kan se på flera ställen i Europa. Värmeöar uppstår där det finns ett stort antal byggnader på en liten yta, säger Vahid Nik, professor i byggnadsfysik vid Lunds Tekniska Högskola LTH.
Det kommer att krävas stora investeringar i elnäten om vi ska kunna kyla oss när det är värmebölja respektive värma oss när det är riktigt kallt.
Beräkningar visar att kostnaderna kan öka med 20 till 60 procent, beroende på stad, energilösning och klimatvariationer. En omfattande energiomställning är nödvändig för att klara klimatförändringarna, uppger Vahid Nik.
LTH har tagit fram en modellplattform som kopplar samman klimat-, byggnads- och energisystem, samt gör simuleringar och utvärderingar av städernas energiomställning.
– Vi har tagit fram simuleringar av mikroklimatet i städer, i händelse av extremt väder, som värmeböljor och köldknäppar, förklarar Vahid Nik.
Urban förtätning, en rekommenderad stadsutvecklingsstrategi för att uppfylla FN:s energi- och klimatmål, i kombination med klimatförändringar och extrema väderhändelser, gör att elnätet nu är sårbart – en faktor att räkna med när man tar fram energisystem framöver.
– Det finns en stor klyfta mellan framtida klimatmodellering och byggnads- och energianalyser – samt kopplingen däremellan, enligt Vahid Nik.
Topparna i energisystemen kan bli större än man tidigare trott. Efterfrågan kan öka kraftigt – i till exempel Stockholm med 68 procent och i Madrid med 43 procent.
Jonas Johansson, universitetslektor i kritisk infrastruktur vid avdelningen för riskhantering och samhällssäkerhet vid LTH, är specialist på samhällskritiska infrastrukturer såsom el, energi, transport, telekom och vatten – deras samberoende och hur de kan anpassas till ett nytt klimat.
– Effektbehovet av el och energi kan komma att öka kraftigt framöver, på grund av värmeböljor sommartid och köldknäppar vintertid, säger Jonas Johansson.
Det finns ett stort behov av att förstå hur effekterna av ett förändrat klimat påverkar infrastrukturen. Om det ska fungera krävs mer forskning. Det vi kan se, exempelvis av forskning inom klimatanpassning av konstruktioner, är att klimatförändringarna kan ge mer eller mindre lokal påverkan – beroende på var i landet man befinner sig. Förutsättningarna är olika i olika områden.
Vad går att se redan nu?
– Vi har haft flera svåra översvämningar den här sommaren på grund av skyfall och överfyllda vattendrag. Nätstationer placerade i källarutrymmen kan till exempel slås ut och påverka elförsörjningen i städerna, förklarar han.
På landet kan elledningar blåsa ner på grund av trädfällning i samband med hårda vindar, eller i undantagsfall när marken är översvämmad och vattenfylld – vilket ger instabilitet och rasrisk. I extrema fall kan de höga och tunga ställningarna som bär upp elledningarna falla omkull.
– Elsystemet slås ut om det blir överbelastat. Det finns många sårbara punkter i infrastrukturen för el – inte minst med tanke på säkerhetsläget, menar Jonas Johansson.
Fram till för några år sedan handlade elförsörjningen i första hand om tillgången på el, men när risken för krig och sabotage nu ökar så aktualiseras även säkerheten och försörjningsberedskapen.
– Forskare och experter försöker ta fram reservsystem och lösningar som ska förse städer och mindre samhällen med el, samt vid extrema händelser minska det starka beroendet av stamnätet. Till exempel Svenska kraftnät satsar på att bygga
ut kapaciteten i hela landet, men även hitta lokala och flexibla lösningar, uppger Jonas Johansson.
Om man tänker på värmeböljor, enligt SMHI en sammanhängande period då dygnets högsta temperatur är minst 25°C minst fem dagar i sträck – vilken beredskap behöver då finnas?
– Effektbehovet ökar sommartid på grund av kylbehovet på arbetsplatser, inom industrin, samt på olika vårdinrättningar, sjukhus och äldreboenden, men även i helt vanliga bostäder. Efterfrågan på el kommer troligen att tillta under sommaren, tror Jonas Johansson.
Städerna är, som det ser ut idag, extremt beroende av eltill- försel utifrån – från stamnät och regionnät. Att öka den lokala elproduktionen i tättbebyggda områden blir därför extra viktigt – där finns till exempel en stor potential för elproduktion från solceller på taken.
ELBILARS BATTERIER KAN BIDRA
Elektrifieringen av transportsektorn är en stor och viktig fråga, och i förlängningen att hitta lösningar för att använda den el som lagras i bilbatterier – ett sätt att säkerställa driften av elnäten vid höga effektuttag och störningar. Det går att använda den el som laddats i elbilar nattetid.
– Det kan bli aktuellt med någon form av kvittningssystem liknande det som finns för solel. Grundläggande tekniska bitar är snart på plats, men intresset och ersättningsfrågan är inte löst, enligt Jonas Johansson.
Städerna bör nu planera för ställen där invånarna kan kyla sig och skydda sig mot extrem värme. Det gäller speciellt människor som är extra känsliga, små barn, riktigt gamla och sjuka. Utrymmen såsom skyddsrum under jord kan vara sådana platser.
– Det som kommer är värmeböljor sommartid. Äldre och kroniskt sjuka människor som kan ha svårt att reglera sin kroppstemperatur kan fara väldigt illa av extremt höga temperaturer.. I Centraleuropa och södra Europa dör många personer varje år på grund av värmen, säger Kerstin Sernhed, universitetslektor vid LTH, institutionen för Energivetenskaper.
Enligt Heat Wave Death Europe (Europe Nature Medicine) dog 62 000 människor i Europa sommaren år 2022.
Hur ska kommunerna hantera den här situationen?
– Energibolagen skulle kunna erbjuda fjärrkyla, vilket tar bort en stor del av elberoendet. Det är dock dyrt och komplicerat att bygga sådan infrastruktur, och sedan ska fjärrkylan komma från någonstans. Om värmeproduktionen är billig sommartid kan man använda en del av sopförbränningen till att skapa kyla, eller kanske spillvärme från industrin – så kallad absorptionskyla. De städer som ligger vid havet kan använda kylan från havsvatten för att få frikyla. Havet kanske håller en temperatur på 20 grader, och omkring 4 grader vid botten om det är djupt. De lokala förutsättningarna är avgörande, till exempel närheten till snö eller stora vattendrag där man kan hämta frikyla, och närheten till stora industrier med spillvärme eller tillgång till avfallsförbränning som kan göra värmedriven kylaproduktion billigare.
BYGGNADER STÖRSTA ENERGISLUKAREN
Tomas Berggren, seniorrådgivare på Energimyndigheten, arbetar med bebyggelsen i Sverige, flerbostadshus, villor och lokaler.
– Energi i byggnader står för den största användningen av energi i vårt land. På andra plats kommer industrin och på tredje transporterna, uppger han.
Det finns regler för boendemiljön, och att arbetsplatser håller en viss temperatur – inte för hög men inte heller för låg.
Byggnader är ett system av väggar golv och tak, tekniska installationssystem, värme, kyla, belysning och ventilation. Sedan är det människorna som vistas i byggnaden, deras behov och krav.
– Tillförseln av energi kan vara olika beroende på hur systemet fungerar. Man kan jämföra med hur olika bilar fungerar, där vissa tar mycket energi och andra lite, säger Tomas Berggren.
Om man till exempel inte skärmar av solljuset sommartid,
så blir det varmt inomhus.
– Det kan åtgärdas med solavskärmning av olika slag, såsom markiser, smarta glas etcetera. Om det är möjligt kan man vädra på nätterna istället för på dagarna och på så vis få lite mer kyla, förklarar Tomas Berggren.
Frikyla, att använda den kyla som finns i vatten, luft och mark är väldigt energieffektivt.
– Luften går att kyla med vatten som man tar från marken – så kallad geokyla. Det finns bra tekniska lösningar för att kyla på ett effektivt sätt. I sämsta fall väljer man energikrävande lösningar – fjärrkyla kan också tas från fjärrvärmeverken, som kan leverera både fjärrvärme och fjärrkyla.
– Vi har fått nya energidirektiv med en högre ambitionsnivå när det gäller energieffektiva byggnader och fossilfria bränsle-
alternativ. Boverket styr när man bygger om eller bygger nytt. Kommunerna har lagkrav på att ta fram energiplaner – som ska trygga energiförsörjningen och uppfylla energi- och klimat- målen. Energimyndigheten kan ge vägledning för att ta fram planer för det. Den viktigaste frågan just nu är kommunernas planer för nya och renoverade områden – i ett varmare klimat.
– Lagstiftning och styrmedel måste hänga ihop. Effekt och energi måste gå hand i hand om elen ska hållas på 50 hertz. Behöver man mer el så måste man öka frekvensen, hela elsystemet bygger på det.
Text: Ylva Berlin, frilansjournalist