Fotograf: Elisabeth Ohlsson Wallin

Lösningen på ett hundraårigt teknikpussel

ABB har lösningen på hur förnyelsebar energi ska passa in i ett uråldrigt elnät. Det svensk-schweiziska snillebolaget vinner årets innovationspris för sin nya brytare för högspänd likström som ska revolutionera världens energikarta.

Efter att ha varit en relativt stabil industri i hundra år händer allt på en gång nu , säger Claes Rytoft, global forskningschef på ABB när jag träffar honom på KTH dit han är inbjuden för att prata om nya förutsättningar på energiområdet och dess konsekvenser.

För att se förändringar behövs perspektiv. Och det har Claes Rytoft.

Visserligen inte ett hundraårigt, men ett tillräckligt långt. När han tidigare i år tog över ansvaret för ABB:s 8 000 forskare och utvecklare efter att nytillträdde Prith Banerjee lämnat koncernen av familjeskäl, hade han varit Asea/ABB trogen i nästan trettio år.

Uttalandet väcker nyfikenhet, särskilt för de som brukar önska att de var med när det hände, på 1800-talet när industrialismens jättesprång förändrade vårt liv på jorden för alltid. Men nu håller 2000-talet definitivt på att ta upp kampen.

Ett sådant jättekliv är ABB:s nya brytare av högspänd likström, hvdc. Den kallas för lösningen på ett hundraårigt pussel och har sedan den presenterades i slutet av förra året väckt stor uppmärksamhet internationellt. Större än någon i organisationen hade räknat med, ABB-veteranen inkluderad.

Den nya likströmsbrytaren är också den främsta anledningen till att ABB utsetts till vinnare av Svenska Innovationspriset 2013, ett pris som för sjunde året i rad delas ut av Veckans Affärer tillsammans med teknikkonsulten ÅF.

Det finns enorma möjligheter just nu. Du kan bara titta på ABB. För tio år sedan var nästan allt fokus i koncernen

på automation men med början i Kina har det skiftats till kraftområdet , berättar Claes Rytoft.

Kinas enorma behov av kraftöverföring har fått oss att gå från att bygga ledningar som kan ta 3 000 megawatt, motsvarande två kärnkraftverk, till 7 000 megawatt. Nu vill de att vi ska bygga 10 000.

På senare år när behovet i Kina trots allt stabiliserats något har koldioxiddebatt och den massiva utbyggnaden av förnyelsebara energikällor, särskilt vindkraft, fått Europa att vakna.

Och det är likström som är en stor del av svaret, lösningen, framtiden, möjligheten, menar Claes Rytoft. Möjligheten att ställa om.

För att förstå måste bandet backas till slutet av 1800-talet när det rådde ett krig av det lite ovanligare slaget.

Edison mot Westinghouse. Likström mot växelström. Westinghouse och växelström gick segrande ur striden och i dag är alla nät baserade på växelström och den absoluta merparten löper i kraftledningar ovan jord.

Spänningen i dagens västeuropeiska kraftnät är 400 kilovolt. Men för att klara den kraftiga expansionen av förnyelsebara energikällor som vind, sol och vatten och kunna balansera dessa mot varandra så att försörjningen blir säkrare, behöver spänningen i växelströmsnäten ökas för att få ner förlusterna. Kanske upp mot 600 kilovolt. Då blir kraftstolparna väldigt höga och sannolikheten att få tillstånd minskar, förklarar Claes Rytoft.

Att få tillstånd att bygga nya kraftledningar i dag är i väldigt svårt. Not in my backyard, resonerar alla.

I Tyskland finns exempelvis behov att transportera el från nordväst, där vindkraften finns, till söder. Men dagens nät som är byggt med utgångspunkt från kol och kärnkraftverken är geografiskt olämpligt och kapaciteten räcker inte.

Här erbjuder likström en lösning. Med samma masthöjder som i dag kan man få ut 20 till 30 procent mer kraft. I Tyskland har man exempelvis beslutat att bygga tre nya hvdc-kraftledningar och i en av dem kommer den befintliga växelströmsöverföringen att konverteras till likström. Alternativet är att bygga kabel, som de gjort i England där det finns mycket vind i Skottland men lite konsumtion och vice versa i södra England.

Med två kablar på var sin sida om fastlandet kommer de att minska problemet. Men i så långa kablar går det inte med växelström , förklarar Claes Rytoft.

De första högspända likströmsprojekten kom på 1950-talet då ström skulle transporteras långa sträckor i kabel. Att transportera växelström i kabel längre än tio mil är i princip omöjligt eftersom all energi då går åt till att ladda upp kabeln.

Med tanke på de många fördelarna med likström kan det tyckas märkligt att anhängarna inte tagit upp striden igen mot växelströmsanhängarna, särskilt mot bakgrund av det svidande nederlag de led i slutet av 1800-talet.

Men att bygga nät med likström har inte varit möjligt.

Förrän nu.

Fördelen med växelström är att man kan tappa av energi enkelt, det har man inte kunnat med likström. Det har inte

heller varit möjligt att bryta kraftöverföringen i sammankopplade hvdc-ledningar utan att stänga av hela systemet.

En idé i en skrivbordslåda på ABB i Ludvika innehöll svaret. Genom att kombinera en mekanisk och en elektronisk brytare kunde ingenjörerna få stopp på högspänd likström, 320 kilovolt, på 5 millisekunder. Det är en trettiondel av tiden det tar att blinka med ögat.

Claes Rytoft vill ogärna tillskriva en enskild forskare äran av lösningen utan menar att det är ett teamwork. Självklart är det inte bara ABB som sett behovet av en brytare av högspänd likström. Franska Alstom ligger inte långt efter och har redan presenterat en prototyp.

Men även om ABB nu bevisat för industrin att det går att bygga nät med högspänd likström kommer skiftet inte att ske över en natt.

Problemet är att det är en väldigt konservativ bransch. Kraftbolag är inte de som köper ny teknik omedelbart. När ett kraftbolag köper något räknar de med att det ska fungera i 30 40 år. Våra kunder tänker minst i 25-årscykler. Nu ska de utvärdera och behöver driftserfarenhet. Det brukar ta ett par år att komma fram till ett beslut om infrastrukturprojekt av den här storleken.

Men säkert är att vi med ABB:s nya brytare tagit ett stort kliv närmare drömmen om att koppla samman hela Europa med Nordafrika i ett så kallat supergrid.

Vi hade en visionär i ABB på 1990-talet, Gunnar Asplund, som funderade på hur solenergi från Nordafrika skulle kunna erbjudas Europa. I dag finns ett stort initiativ, Desertech Industrial Initative, med ett tjugotal företag som tittar på just denna lösning som nu är teknisk möjlig.

Ett annat mer närliggande projekt på samma tema som nu också tagit ett kliv närmare verkligheten är North Seas Countries Offshore Grid, ett initiativ som handlar om att öka vindkraftsproduktionen men även om att bygga ihop nätet i alla länder runt Nordsjön med hjälp av kablar i havet.

Men innan en gemensam marknad för storskalig användning av högspända likströmsnät kan öppna sig måste det sättas en standard kring nätanslutning för högspänd likström till dagens nät och vilka spänningar som ska gälla så att alla länder enkelt kan ansluta sig. Det är något som just nu diskuteras i branschorganisationen CIGRÉ, International council on large electric systems.

Vad är nästa stora utmaning på energiområdet?
Förnyelsebar energi produceras inte i ett konstant flöde vilket ökar behovet att lagra energi. Om vi ska kunna bli av med fossileldade kraftverk måste lagringsproblemet lösas. Den som kommer på ett billigt sätt att lagra energi kommer att bli rik.

I dag används ett antal olika lösningar, men det är en så kallad pumped hydro (vatten pumpas tillbaka till dammen efter att ha passerat turbinen) som står för den absoluta merparten av dagens globala lagringskapacitet.

Men det är en dyrbar investering, något som drastiskt minskar kraftbolagens incitament. Under tiden balanseras näten med hjälp av allt fler sensorer och datorer, men det är inte säkert att det räcker en vindstilla vinterdag hävdar Claes Rytoft.

ABB letar också efter andra användningsområden för lågspänd likström, det vill säga under 1 000 volt.

All elektronik konsumerar likström vilket betyder att när de kopplas ihop går man mellan växelström och likström flera gånger. Om likström skulle kunna användas helt och hållet skulle energikonsumtionen kunna minska. Men först måste det sättas en standard hos datortillverkarna.

Ett annat spännande projekt som ABB jobbar med är försöka bygga ett undervattensnät med kablar åt Statoil i Norge. På dagens oljeplattformar bränns gas för att generera el men med de nya koldioxidavgifterna i Norge blir det för dyrt. I ett första steg har Statoil börjat använda kraft som de tar via kabel från land. Nu vill Statoil ta nästa steg.

På frågan om hur ABB med sina 150 000 anställda världen över kan hålla sin innovationsförmåga på topp och leverera innovationer som på allvar tar stora kliv framåt, ger Claes Rytoft två förklaringar. Det ena är bolagets centrala forskningsorganisation som ständigt utmanar affärsområdena genom att vara mer långsiktig och det andra är forskarnas internationella spridning.

Hur är inställningen till innovation i ABB:s ledning?
Mycket positiv. Är det något vi får på huden för så är det att vi inte har tillräckligt många idéer och att r (research) kommit i skymundan för d (development) , säger han och skrattar.

VA PROFIL: "Samir - maktdoldisen i svenska storbolag"

Relaterade artiklar


Vinnare

Midsona AB (A) 59,00 14,01%
Medivir AB 64,75 7,02%
NGEx Resources Inc 8,40 7,01%
Tradedoubler ABShs 5,50 5,77%
BioInvent International ABShs 2,26 4,15%

Förlorare

Ratos AB (A) 62,20 -6,61%
Fingerprint Cards AB 102,50 -4,21%
Lundin Mining CorpShs Swedish Depository Receipt 34,36 -3,24%
Black Earth Farming Ltd. 3,93 -2,96%
Enquest PLC 2,95 -2,96%

Kalendarium

REGISTRERA DIG NU

LYSSNA PÅ VA:S PODDAR