Fossila bränslen

Fossila bränslen är energikällor som kol, olja och naturgas vilka har bildats under miljontals år. Dessa bränslen spelar fortfarande en avgörande roll för prissättningen på den europeiska elmarknaden. Trots att Sverige har en hög andel förnybar energi påverkas ditt elpris av kostnaden för fossil kraft på kontinenten.

När efterfrågan på el är hög och vindkraften producerar lite, måste fossila kraftverk startas för att täcka behovet. Detta driver upp priserna eftersom fossila bränslen är dyrare att använda än vind och vatten. Förståelsen för dessa mekanismer är viktig för att kunna analysera elmarknadens svängningar.

Vad är fossila bränslen?

Fossila bränslen består av organiskt material som lagrats i jordskorpan under mycket lång tid. De innehåller höga halter av kol och väte. När dessa bränslen förbränns frigörs stora mängder energi som kan omvandlas till elektricitet eller värme.

De tre huvudtyperna är stenkol, råolja och naturgas. Varje typ har olika egenskaper, energiinnehåll och användningsområden. Gemensamt för alla är att de är icke-förnybara resurser som tar slut vid fortsatt utvinning.

Utvinningen sker genom gruvdrift eller borrning beroende på bränslets form. Processen är ofta tekniskt avancerad och kräver stora investeringar. Detta påverkar slutpriset på råvaran och därmed kostnaden för den energi som produceras.

Kolkraftens betydelse för elsystemet

Kol är historiskt sett den viktigaste källan för elproduktion globalt. Det finns olika typer av kol, där stenkol och brunkol är de vanligaste för kraftproduktion. Brunkol har lägre energiinnehåll och bryts ofta i dagbrott, medan stenkol bryts i djupa gruvor.

I Europa används kolkraft fortfarande som en bas i energisystemet i länder som Tyskland och Polen. När dessa länder producerar el med kol påverkar det priset i hela norra Europa via exportkablar. Kolkraftverk kan leverera stabil effekt oberoende av väderlek.

Nackdelen med kol är de höga utsläppen av koldioxid och andra föroreningar. Detta gör att kolkraft belastas med höga kostnader för utsläppsrätter inom EU. Dessa kostnader vältras över på elpriset, vilket gör kolbaserad el dyr för slutkonsumenten.

Olja som reservkraft och spetslast

Olja används idag sällan för kontinuerlig elproduktion i utvecklade länder. Dess primära roll på elmarknaden är som bränsle för reservkraftverk och spetslast. När elsystemet är under extrem press startas oljekraftverk för att förhindra strömavbrott.

I Sverige finns exempelvis Karlshamnsverket som drivs med olja. Det fungerar som en effektreserv som aktiveras vid kritiska lägen under vintern. Kostnaden för att producera el med olja är mycket hög jämfört med andra energikällor.

Råolja måste raffineras innan den kan användas i kraftverk. Denna process, tillsammans med det globala marknadspriset på olja, gör det till ett dyrt alternativ. Oljekraftverk har dock fördelen att de kan startas relativt snabbt vid behov.

Naturgasens roll som övergångsbränsle

Naturgas består främst av metan och utvinns ofta i samband med oljeproduktion. Det är det renaste av de fossila bränslena sett till koldioxidutsläpp per producerad energienhet. Gaskraftverk är mycket effektiva och kan snabbt reglera sin produktion upp och ner.

Denna flexibilitet gör naturgas till ett viktigt komplement till väderberoende kraftslag som vind och sol. När vinden inte blåser kan gaskraftverk snabbt täcka bortfallet. Detta gör att gaspriset har en direkt koppling till elpriset i många europeiska länder.

Infrastrukturen för naturgas består av omfattande rörledningar och terminaler för flytande naturgas (LNG). Beroendet av import gör att geopolitiska händelser snabbt kan påverka gaspriset. En prisuppgång på gasmarknaden slår omedelbart igenom på elräkningen för många européer.

Marginalprissättning och fossila bränslen

Elpriset på den nordiska elbörsen sätts enligt principen om marginalprissättning. Det innebär att den dyraste produktionskällan som behövs för att möta efterfrågan bestämmer priset för all el. Ofta är det fossila bränslen som utgör denna marginal.

När elförbrukningen är hög måste dyra kol- eller gaskraftverk köras. Då stiger priset på elpris för alla, även om en stor del av elen kommer från billig vattenkraft. Detta system är designat för att alltid garantera att det finns tillräckligt med el i systemet.

Om priset på kol eller gas ökar, eller om utsläppsrätterna blir dyrare, stiger marginalpriset. Det är därför svenska hushåll kan få höga elräkningar trots att Sverige nästan inte har någon fossil elproduktion. Vi importerar prissättningen från kontinenten.

Utsläppsrätter och EU ETS

EU:s system för handel med utsläppsrätter (EU ETS) är ett verktyg för att minska utsläppen av växthusgaser. Kraftverk som använder fossila bränslen måste köpa utsläppsrätter för varje ton koldioxid de släpper ut. Detta sätter ett pris på att förorena.

Syftet är att göra fossil elproduktion dyrare än förnybar produktion. När priset på utsläppsrätter stiger, ökar produktionskostnaden för kol- och gaskraft. Detta ger en direkt prissignal till marknaden att investera i fossilfria alternativ.

För dig som elkonsument innebär detta att politiska beslut om utsläppstak påverkar din elkostnad. Ju färre utsläppsrätter som finns tillgängliga, desto dyrare blir det att producera el med fossila bränslen. Detta är en medveten strategi för att fasa ut det fossila.

Sveriges beroende av fossila bränslen

Sveriges inhemska elproduktion är till 98 procent fossilfri. Vi använder främst vattenkraft, kärnkraft och vindkraft. Det lilla inslag av fossilt som finns är främst i kraftvärmeverk som använder torv eller avfall, samt reservkraftverk.

Trots detta är vi beroende av fossila bränslen genom vår koppling till den europeiska marknaden. Via Nord Pool handlas el över gränserna. När vi importerar el är det ofta fossil kraft som sätter priset.

Inom transportsektorn och industrin är beroendet av fossila bränslen fortfarande stort i Sverige. Elektrifieringen av dessa sektorer kommer att öka efterfrågan på el. Detta ställer högre krav på att elproduktionen förblir fossilfri och byggs ut.

Miljöpåverkan och klimatförändringar

Förbränning av fossila bränslen är den största källan till utsläpp av växthusgaser globalt. Koldioxid som varit bunden i marken i miljoner år frigörs snabbt ut i atmosfären. Detta bidrar till den globala uppvärmningen och klimatförändringarna.

Utöver koldioxid släpper fossila kraftverk ut svaveldioxid, kväveoxider och partiklar. Dessa ämnen orsakar försurning av sjöar och skogar samt hälsoproblem hos människor. Luftföroreningar från kolkraftverk är ett stort problem i många delar av världen.

Brytning av kol och utvinning av olja innebär också stora ingrepp i naturen. Landskap förändras och ekosystem rubbas. Oljeutsläpp till havs kan få katastrofala följder för det marina livet under lång tid.

Skillnaden mellan termisk kol och metallurgisk kol

Det är viktigt att skilja på olika typer av kolanvändning. Termisk kol, eller ångkol, används för att generera elektricitet och värme. Det är denna typ som är relevant för energimarknaden och elpriserna.

Metallurgisk kol, eller koks, används främst vid ståltillverkning. Även om det är ett fossilt bränsle, påverkar det inte elmarknaden på samma direkta sätt. Priserna på dessa två råvaror kan röra sig oberoende av varandra beroende på marknadsläget.

För elproduktionen är det energiinnehållet och priset per ton som är avgörande. Lågpris-kol med högt svavelinnehåll är billigare men kräver dyrare reningsteknik. Detta är en ekonomisk avvägning för kraftverksägare.

Oljekraftverkens teknik och funktion

Ett oljekraftverk fungerar i princip som ett kolkraftverk men använder flytande bränsle. Oljan förbränns i en panna för att koka vatten till ånga. Ångan driver en turbin som i sin tur driver en generator som producerar el.

Det finns även gasturbiner som drivs med olja eller diesel. Dessa fungerar mer som en jetmotor och kan startas mycket snabbt. Denna typ av oljekraft används ofta som reservkraft vid plötsliga bortfall i elnätet.

Effektiviteten i äldre oljekraftverk är ofta lägre än i moderna gaskraftverk. Detta, kombinerat med höga bränslekostnader, gör dem ekonomiskt ohållbara för basproduktion. De finns kvar främst för att garantera leveranssäkerhet.

Naturgas och geopolitik

Naturgasmarknaden är starkt kopplad till geopolitiska relationer. Eftersom gas ofta transporteras i fasta rörledningar skapas ett fysiskt beroende mellan exportör och importör. Störningar i dessa relationer får omedelbara konsekvenser för energiförsörjningen.

Europa har historiskt varit beroende av gasimport från specifika länder. För att minska sårbarheten satsar många länder nu på LNG (flytande naturgas) som kan fraktas med fartyg från hela världen. Detta skapar en mer global och flexibel marknad.

Priset på naturgas påverkas också av lagernivåerna. Inför vintern fylls stora gaslager på för att täcka uppvärmningsbehovet. Om lagren är låga inför en kall vinter stiger priserna kraftigt, vilket drar med sig elpriset uppåt.

Koldioxidavskiljning och lagring (CCS)

För att kunna fortsätta använda fossila bränslen utan stora utsläpp utvecklas teknik för koldioxidavskiljning, så kallad CCS (Carbon Capture and Storage). Tekniken går ut på att fånga in koldioxiden vid skorstenen innan den når atmosfären.

Den infångade koldioxiden komprimeras till vätska och transporteras bort för att lagras djupt ner i berggrunden. Detta kan teoretiskt göra fossila kraftverk nästan koldioxidneutrala. Tekniken är dock fortfarande dyr och energikrävande att driva.

Kritiker menar att CCS förlänger beroendet av fossila bränslen istället för att ersätta dem. Förespråkare ser det som en nödvändig övergångslösning för att nå klimatmålen snabbt. Utvecklingen av CCS påverkar de långsiktiga kostnadskalkylerna för fossil kraft.

Jämförelse av energitäthet

En av anledningarna till att fossila bränslen blivit så dominerande är deras höga energitäthet. En liten volym olja eller kol innehåller mycket energi. Det gör dem enkla att transportera och lagra jämfört med många andra energibärare.

Stenkol har ett energiinnehåll på cirka 24 megajoule per kilo. Olja ligger högre, runt 42 megajoule per kilo. Naturgas har högst energitäthet per viktenhet, cirka 55 megajoule per kilo, men kräver stora volymer eller högt tryck vid lagring.

Denna höga energitäthet gör att fossila bränslen är svåra att ersätta inom vissa sektorer, som flyg och tung sjöfart. Inom elproduktionen är det dock enklare att ersätta dem med andra källor som inte kräver bränsletransporter.

Kostnad per producerad kilowattimme (LCOE)

LCOE (Levelized Cost of Energy) är ett mått på den totala kostnaden för att producera en kWh under ett kraftverks livstid. Historiskt har kol och gas haft lågt LCOE, vilket gynnat utbyggnaden.

Idag har bilden förändrats. Vindkraft och solkraft har nu ofta lägre LCOE än nybyggd kol- och gaskraft i många delar av världen. Detta beror på teknikutveckling och att bränslekostnaden för vind och sol är noll.

När man räknar in kostnaden för utsläppsrätter och framtida miljökrav blir fossila bränslen ännu dyrare. Investerare drar sig därför alltmer för att satsa pengar i nya fossila kraftverk, vilket på sikt minskar utbudet.

Fossila bränslen i kraftvärmeverk

I Sverige är kraftvärme en vanlig produktionsform. Kraftvärmeverk producerar både fjärrvärme och el samtidigt. Många av dessa verk har ställt om från olja och kol till biobränsle och avfall.

Det finns dock fortfarande anläggningar som använder fossila bränslen, särskilt vid topplast under kalla dagar. Torv räknas i vissa sammanhang som fossilt och i andra som långsamt förnybart, men dess förbränning ger utsläpp liknande kol.

Att konvertera gamla fossila kraftvärmeverk till förnybart är en viktig del i Sveriges energiomställning. Det kräver investeringar i nya pannor och logistiksystem för bränslehantering.

Tips: Så undviker du fossila bränslen i ditt elavtal

Om du vill säkerställa att din elförbrukning inte bidrar till efterfrågan på fossila bränslen kan du göra ett aktivt val.

• Kontrollera ursprungsmärkningen: Alla elbolag måste redovisa var deras el kommer ifrån. Titta på cirkeldiagrammet på din faktura eller bolagets hemsida.
• Välj ”Bra Miljöval”: Detta är en tuffare märkning än bara ”förnybart”. Det ställer krav på hänsyn till biologisk mångfald.
• Teckna avtal med 100 % förnybart: Se till att avtalet specifikt garanterar vatten, vind eller sol.

Genom att välja ett grönt avtal ökar du efterfrågan på förnybar el, vilket på sikt tränger undan den fossila kraften från marknaden.

Globala subventioner av fossila bränslen

Trots klimatmålen subventioneras fossila bränslen fortfarande kraftigt i många delar av världen. Det kan handla om skattelättnader för prospektering eller pristak för konsumenter. Dessa subventioner snedvrider konkurrensen.

Internationella organ som IMF och Världsbanken uppmanar länder att slopa dessa subventioner. Argumentet är att de uppmuntrar till slöseri med energi och motverkar investeringar i energieffektivisering och förnybart.

När subventioner tas bort stiger priset på fossila bränslen till sin verkliga nivå. Det gör alternativ som vind, sol och biobränsle mer konkurrenskraftiga utan att de behöver eget stöd.

Inertia och svängmassa i elnätet

Fossila kraftverk har tunga generatorer som roterar med en viss frekvens (50 Hz). Denna roterande massa skapar en tröghet, eller inertia, i elsystemet. Det hjälper till att hålla frekvensen stabil vid störningar.

Vindkraft och solkraft har inte samma naturliga svängmassa eftersom de kopplas till nätet via elektronik. När man stänger ner stora fossila kraftverk minskar mängden svängmassa i systemet. Detta är en teknisk utmaning för elnätsägarna.

För att lösa detta måste man hitta nya sätt att stabilisera frekvensen. Det kan ske genom batterilagring, syntetisk svängmassa från vindkraftverk eller genom att behålla vissa tunga turbiner i drift som synkronkompensatorer.

Framtidens reservkraft utan fossilt

Att ersätta den fossila reservkraften är en av energiomställningens stora frågor. Idag står oljekraftverk redo att starta när inget annat fungerar. I ett fossilfritt system behövs andra lösningar.

Vätgas är en stark kandidat. Genom att producera vätgas från vindkraft när det blåser mycket kan man lagra energin. Vätgasen kan sedan brännas i gasturbiner för att producera el när det är vindstilla.

Batterilagring är en annan lösning för kortare perioder. För säsongslagring, där energi sparas från sommar till vinter, är dock batterier för dyra. Här kan biooljor eller syntetiska bränslen ersätta den fossila oljan i befintliga reservkraftverk.

Oljeprisets påverkan på inflation och räntor

Energi är en insatsvara i nästan all produktion och transport. När priset på fossila bränslen stiger, ökar kostnaderna för företag i alla led. Detta leder ofta till högre konsumentpriser, alltså inflation.

Centralbanker reagerar ofta på hög inflation genom att höja styrräntan. Därför finns en indirekt koppling mellan oljepriset och dina bolåneräntor. En energikris driven av höga gas- eller oljepriser kan därmed kyla av hela ekonomin.

För elbolag innebär höga räntor att det blir dyrare att investera i ny produktion. Det kan försena utbyggnaden av vindkraft och elnät, vilket i sin tur kan hålla elpriserna uppe på en högre nivå.

Tabell: Koldioxidutsläpp per energikälla

Här är en jämförelse av genomsnittliga utsläpp av växthusgaser under en livscykel för olika energislag. Siffrorna inkluderar byggnation, drift och bränsle.

Energikälla	Utsläpp (g CO2eq/kWh)	Bränsletyp
Brunkol	820 – 1050	Fossilt
Stenkol	750 – 900	Fossilt
Olja	650 – 800	Fossilt
Naturgas	400 – 500	Fossilt
Solkraft	20 – 50	Förnybart
Vindkraft	10 – 20	Förnybart
Vattenkraft	5 – 25	Förnybart
Kärnkraft	5 – 15	Fossilfritt

Torv – fossilt eller förnybart?

Torv är en energikälla som skapar debatt. Det bildas i myrar och mossar genom nedbrytning av växtdelar. Processen är mycket långsam, vilket gör att det tar tusentals år för torven att återbildas.

I Sverige klassas torv ibland som ”långsamt förnybart”, men inom EU:s utsläppshandel räknas det som fossilt. Vid förbränning av torv är utsläppen av koldioxid per kWh till och med högre än för stenkol.

Användningen av torv i svenska värmeverk har minskat kraftigt på grund av kostnaden för utsläppsrätter. Många anläggningar har konverterat till träflis eller pellets för att slippa denna kostnad och minska sin klimatpåverkan.

Skiffergas och fracking

En stor förändring på den globala energimarknaden var introduktionen av hydraulisk spräckning, eller ”fracking”. Metoden gör det möjligt att utvinna naturgas och olja ur skifferlager som tidigare ansågs omöjliga att utnyttja.

Detta ledde till en kraftig ökning av gasproduktionen i USA, vilket pressade ner världspriserna. Fracking är dock kontroversiellt på grund av riskerna för grundvattenförorening och små jordbävningar i närområdet.

I Europa är motståndet mot fracking stort och metoden är förbjuden i många länder. Det innebär att Europa inte kunnat utnyttja sina egna skiffergasreserver utan förblir beroende av import av konventionell gas.

Avveckling av kolkraft i Europa

Många europeiska länder har beslutat att fasa ut kolkraften helt. Tyskland har en plan för att stänga sina kolkraftverk, men processen är komplex eftersom kolen står för en stor del av basproduktionen.

När kolkraftverk stängs minskar utbudet av planerbar el. Om inte utbyggnaden av förnybart och energilagring hinner med, kan detta leda till högre elpriser under övergångsperioden. Det ökar också beroendet av naturgas som övergångslösning.

Sverige påverkas av denna avveckling. När våra grannländer får mindre planerbar kraft ökar deras behov av att importera svensk el. Det knyter våra elmarknader ännu hårdare samman och påverkar prisbilden i södra Sverige.

Fossila bränslen och elektrifiering

Paradoxalt nog krävs fossila bränslen för att bygga det nya fossilfria systemet. Stål till vindkraftverk, betong till fundament och transport av komponenter är idag beroende av kol och olja.

Detta kallas för omställningens ”koldioxidskuld”. Det tar en viss tid för ett vindkraftverk att producera så mycket ren el att det kompenserar för utsläppen vid tillverkningen. Denna återbetalningstid är dock oftast kort, vanligen under ett år.

Målet är att även tillverkningsindustrin ska bli fossilfri. Projekt som fossilfritt stål (HYBRIT) i Sverige är exempel på hur man försöker bryta beroendet av kol även i produktionsledet.

Sårbarhet vid kriser

Beroendet av fossila bränslen skapar sårbarhet vid internationella kriser. Eftersom olja och gas handlas på en global marknad påverkas alla länder av produktionsstörningar, oavsett var de sker.

Länder utan egna fossila resurser hamnar i en beroendeställning. Detta har varit tydligt under energikriser där länder använt energiexport som ett politiskt påtryckningsmedel.

Ett energisystem baserat på lokala resurser som vind, vatten och sol ökar självförsörjandegraden. Det minskar risken för att drabbas av plötsliga prischocker orsakade av konflikter i andra delar av världen.