Störningar i elförsörjning

Fakta
 
 

Den svenska elförsörjningen i stora drag
Konsekvenser vid elavbrott
Störningar i elsystemet
Att förebygga störningar i elförsörjningen
Att minska konsekvenser av störningar i elförsörjningen
Att återställa elförsörjning efter en störning 
Forskning kring störningar i elförsörjningen
 

Den svenska elförsörjningen i stora drag

Under de senaste tre decennierna har svensk energianvändning genomgått stora förändringar. Elförbrukningen har mer än fördubblats, samtidigt som oljans betydelse har minskat. Elkraft har i stor utsträckning ersatt olja vid uppvärmning av bostäder och i industriella processer.

Elförbrukningen varierar, vid sidan av mer långsiktiga förändringar, mellan olika år. Sådana variationer beror främst på faktorer som temperaturförhållanden och kapacitetsutnyttjandet inom industrin, och framför allt den elintensiva industrin. Vidare skiftar förbrukningen avsevärt under ett och samma år. Detta beror i första hand på temperaturskillnader mellan sommar- och vinterhalvåret. De dagar under sommaren då förbrukningen är som lägst motsvarar den omkring en tredjedel av förbrukningen vissa vinterdagar. Kalla vintrar ligger förbrukningstopparna nära den maximala produktionskapaciteten. Risken finns då att systemet kan överbelastas och kollapsa.

Den svenska elförsörjningen sker genom ett system där kraftverken och elkonsumenterna är sammanlänkade genom ett nät av elektriska ledningar med tillhörande transformatorer och andra överföringsanläggningar. Till systemet hör också anläggningar och system för hantering och överföring av information för reglering samt mätning och avräkning. Avregleringen av den svenska elmarknaden som skedde 1996 har medfört att elkunderna i princip helt fritt kan välja elleverantör, även en utländsk sådan.

Under 1999 uppgick Sveriges totala elproduktion till ca 151 TWh, varav 8 TWh nettoexporterades. Både vatten- och kärnkraften producerade mer elkraft än normalt under 1999. Preliminära bedömningar ger vid handen att den sammanlagda elproduktionen minskade till 141 TWh under 2000 och att Sverige då nettoimporterade ca 5 TWh. Huvuddelen, drygt 90 procent, av landets behov av elkraft täcks vanligen av vattenkraft och kärnkraft. 

Här återfinns en mer detaljerad beskrivning av Sveriges elsystem.

Konsekvenser vid elavbrott

De konsekvenser som ett avbrott i elförsörjningen medför på olika håll i samhället varierar med hänsyn till karaktären på olika verksamheter, de reservåtgärder som olika förbrukare har planerat för samt de ömsesidiga beroendena mellan olika verksamheter.

När det gäller användarledets sårbarhet har exempelvis Hot- och riskutredningen i rapporten Utan el stannar Sverige konstaterat att praktiskt taget ingenting i samhället fungerar vid längre elavbrott. Det bör också nämnas att för flera samhällsviktiga verksamheter är eleffektbehovet inte särskilt stort, men kravet på kontinuerlig leverans är många gånger absolut.

Sammanställningen nedan är ett sätt att schematiskt beskriva störningskänsligheten inom ett antal verksamheter och funktioner i samhället. Förutsättningen för att konsekvensen skall uppstå är i samtliga fall att det inte finns några reservaggregat som producerar kraft. Förhållandena varierar både mellan olika slag av anläggningar och mellan de enskilda strömförbrukande enheterna.
 

Avbrottets längd  Funktion eller verksamhet  Konsekvens
1 sekund (eller mindre) Processindustri Processen stannar (med lång återstarttid som följd)
  Datasystem Systemet stannar och informationen försvinner
  Flygtrafikledning Flygsäkerheten äventyras
1 minut Intensivvård Operationsbelysning, respiratorer och dialys fungerar inte
10-15 minuter Datorer med batterireserv System stannar men information går inte förlorad
15-30 minuter  Fjäderfäuppfödning Djuren i stora anläggningar dör 
30 minuter Processindustrin Ugnar och rör blir igensatta  (återstarten kan ta flera dygn)
2 timmar Stora svinstallar Brist på ventilation kan leda till att djuren dör 
  Vattenförsörjning Förbrukare i högt belägna områden blir utan vatten
6 timmar Smältande industri Smältor stelnar i ugnar (många veckors stillestånd)
  Växthus Skador genom torka eller frysning
8 timmar Vattenförsörjning Risk att förorenat vatten läcker in
  Värmeförsörjning Problem särskilt inom vårdinrättningar och för äldre i egna bostäder
  Mjölkkor Risk för juverinflammation och varaktig minskning i avkastningen
10 timmar Telestationer med batterireserv Avbrott i teletrafiken
12-24 timmar Människor och djur Brist på vatten och lämplig föda
  Livsmedel Kylda och frysta livsmedel blir förstörda
    Distributionen till detaljhandeln får svårigheter
  Lokaler och bostäder Utkylning vintertid, risk för frysskador på vattenledningar
  Avloppsreningsverk Orenat avloppsvatten rinner ut genom bräddavlopp
Flera dygn Vardagslivet Arbetsplatser och serviceinrättningar måste hållas stängda
Källa: Hot- och riskutredningens delbetänkande Utan el stannar Sverige

Störningar som inträffat i elförsörjningen i Sverige

Jämförelser visar att det svenska storkraftnätet under det senaste decenniet haft en driftsäkerhet, mätt med hänsyn till inträffade avbrott hos kunderna, som är fullt jämförbar med andra västeuropeiska överföringssystem. Även driftsäkerheten för regionnäten har varit god i de fall systemen är byggda på ett sådant sätt att alternativa matningsvägar finns tillgängliga.

Storstörningar, mer eller mindre riksomfattande störningar, har sammanfattningsvis inträffat i Sverige med en frekvens av mindre än en gång per decennium. I tabellen nedan ges exempel på störningar som inträffat i den svenska elförsörjningen under de senaste decennierna.
 

Händelse År Elavbrott Kommentar
Stamnätstörning i Jämtlands län 1955 Ja Stor störning
Brand i transformatorstation i Södertälje 1962 Ja Centralorten utan ström i ett dygn
Snöoväder 1966-67 Ja 10 000 förbrukare i övre norrland utan el i genomsnitt fyra dagar
Storm 1969 Ja 100 000-tals förbrukare utan ström i som mest tre dygn
Åskväder som leder till elavbrott i Göteborg 1969  Ja Katastroflarm vid två raffinaderier, som tvingades att snabbt stoppa driften - flera bränder uppstod som en följd av detta
Torrår som orsakat låga vattenstånd i regleringsmagasinen 1969-70 - Användningsrestriktioner och elbesparande ransonering förbereddes
Brand i transformator och kabel i Härnösand 1973 Ja Centralorten utan ström i nästan två dygn
Stamnätsstörning i Norrbottens län 1979 Ja Sammanbrott av produktion och distribution i övre Norrland på grund av nätstörning - fem timmars avbrott för en del förbrukare
Stamnätsfel i Enköping 1983 Ja Strömlöst i södra och mellersta Sverige under som mest 10 timmar
Sabotage mot regionnätet i Västernorrlands län 1986 Ja Kostsamma avbrott i processindustrin
Sabotage mot ställverk och ledningsnät i Göteborg 1988 Ja Syftet var att skada en viss industri - elavbrottet drabbade bostadsområde och oljeraffinaderier
Brand i kabel i tunnel i Stockholm 1989 Ja Avbrott i en stadsdel under som mest 17 timmar
Sabotage mot en ledningsstolpe i Härjedalen 1989 - En 400kV-stolpe sprängdes av 
Sabotage mot en stamstation i Uppland 1990-92 - Flera försök att skada en station som matar Stockholm med ström
Stolpras i Västernorrlands län 1991 - Islast
Väderstörningar på region- och distributionsnäten i Gävleborgs län 1992 Ja Trädfällning och extrem isbildning
Snöstorm 1992-93 Ja Upp till fyra dygns avbrott för som mest 100 000-tals förbrukare i södra och västra Sverige
Gävle 1998    
Källa: Hot- och riskutredningens delbetänkande Utan el stannar Sverige

Elavbrotten i nya Zeeland och Kanada

Under 1998 inträffade två mycket uppmärksammade serier av elavbrott i Kanada och i Nya Zeeland. Dessa händelser belyser mycket väl de samhälleliga konsekvenserna av långvariga elavbrott. 

Isstormen i Kanada

I början av februari 1998 drabbades Kanada av en av de värsta isstormarna i modern tid. Mycket omfattande skador uppstod på elförsörjningen i provinserna Quebec och Ontario. Många vardagliga sociala och ekonomiska aktiviteter avstannade och situationen blev livshotande både för människor och djur. Det krävdes mycket omfattande insatser från hela samhället för att hantera situationen och för att reparera skadorna på el- och telesystem. Här återfinns FOIs studie av isstormen i Kanada (pdf-fil 11,5 Mb).

Elavbrotten i Auckland, Nya Zeeland

Under 1998 drabbades Aucklands centrala affärsdistrikt (Auckland Central Business District CBD) av en allvarlig elkris orsakad av en serie kabelbrott. Krisen inleddes i slutet av februari och pågick i över fem veckor. störningarna i elförsörjningen varade ända in i maj månad 1998 och ett stort antal företag och verksamheter, viktiga för den nya zeeländska ekonomin, drabbades hårt. Här återfinns FOIs tudie av elkrisen i Auckland (pdf-fil 8,5 Mb).

Störningar i elsystemet

Allmänt om sårbarhet i elsystemet

Stora störningar i elförsörjningen orsakade av felbehandlingar och/eller tekniska fel är mycket sällan förekommande. Det är främst i stamnätet för överföring av el som konsekvenserna av sådana händelser kan bli särskilt omfattande. Elsystemet är sammanfattningsvis byggt för hög driftsäkerhet, men sårbart för skadegörelse och sabotage. framförallt gäller detta kraftledningsnätet.

För att analysera sårbarheten i elförsörjningen måste en rad olika aspekter beaktas på både lokal, regional, nationell och, i allt högre grad, nordisk samt internationell nivå. Elförsörjningens sårbarhetsnivå är resultatet av en lång utveckling av det totala systemet för eltillförsel och elanvändning. Den beror av inverkan av normer och dimensioneringskriterier och av de fortlöpande förbättringar och förstärkningar av elsystemets tillförseldelar som är en del av kraft- och eldistributionsföretagens normala verksamhet. Sårbarhetsnivån påverkas också av  de åtgärder som olika användare vidtar för att skydda sig mot elavbrott. På senare år har ytterligare faktorer tillkommit som på olika sätt påverkar sårbarheten inom elförsörjningen. Viktiga förändringar är en ökad användning av IT och elmarknadens reformering och internationalisering.

Sårbarhet i elproduktionen

Sårbarhetsproblem knutna till elproduktionsanläggningarna härrör från att det är ett relativt litet antal anläggningar som står för en väsentlig del av elproduktionen. Ett ytterligare problem är produktionens geografiska lokalisering i förhållande till elkonsumtionen. Elproduktionsanläggningar är dessutom tekniskt komplicerade vilket medför ett beroende av tekniska komponenter samt nyckelpersoner för drift och reparation.

Den elproduktion som baseras på vattenkraft är mycket driftsäker till följd av lång erfarenhet och väl utvecklad teknik. Produktionen av el i vattenkraftsanläggningar är dock väderberoende. Det gäller då dels risken för torrår och dels det näst intill motsatta problemet; risken för extrema nederbördsmängder med störtfloder och dammbrott som följder. Om all produktion i någon av de större älvarna skulle slås ut, vilket i värsta fall skulle kunna bli följden av ett dammbrott, skulle detta få svåra konsekvenser för det nationella elsystemet. Driftstörningar i form av turbin- och generatorhaverier får inte lika dramatiska konsekvenser. Vattenkraftstationerna är många till antalet. Störningar vid enskilda kraftstationer, utom möjligen vid de riktigt stora, behöver därför inte påverka landets elförsörjning i dess helhet.

Mer omfattande produktionsstörningar i en kärnkraftsanläggning till följd av exempelvis brand eller haveri kan få kännbara konsekvenser för landets elförsörjning, då varje anläggning svarar för en förhållandevis stor andel av landets totala elproduktion.

Bränsleförsörjningen till den svenska elproduktionen har ett stort utlandsberoende. De fossileldade kraftverken utgör visserligen en liten del av den samlade elproduktionen men har viktiga uppgifter som reserv- och toppkraftverk. Särskilt när det gäller oljan finns både politiskt och kommersiellt betingade osäkerheter som kan äventyra landets försörjning med fossilbränslen.

Sårbarheter i system för överföring och distribution av elkraft

Överföring och distribution av elkraft innehåller främst två sårbarhetsproblem: För det första är systemen ledningsbundna och för det andra innehåller de ett antal viktiga knutpunkter, olika typer av stationer. Detta medför sårbarhet både mot svåra väderförhållanden och mot avsiktliga skadehandlingar.

De vanligaste orsakerna till avbrott i de regionala och lokala luftledningsnäten är blixtnedslag, fallande träd, snöoväder och fasbrott till följd av isbildning på ledningarna. Ledningsgator, framförallt på de lägra spänningsnivåerna, är de mest utsatta delarna av systemet. De lokala distributionsnäten har lägre stolpar och har mindre robusta konstruktioner än näten på de högre spänningsnivåerna. De lokala näten är också ofta framdragna genom skog med smala ledningsgator vilket förvärrar problemen. På högre spänningsnivåer är ledningarna trädsäkra. här kan dock nedisning av ledningarna orsaka svåra problem. i fredstid är reparations- och underhållsbehoven vanligen små eftersom anläggningar och komponenter har lång livslängd.

I sammanhanget bör också nämnas de problem som är förknippade med driften av elsystemet. Speciellt när det gäller styr- och reglersystem samt överföring av driftsdata finns sårbarheter av både teknisk och personell art. Inom den lokala distributionen finns tekniska och personella begränsningar när det gäller att fördela kraft och prioritera abonnenter. Detta innebär att förmågan att hantera störningar minskar liksom möjligheterna att återstarta elsystemet efter längre avbrott .

Stamnätets sårbarhet

Genom utlandsförbindelserna öppnas möjligheter till export och import av elkraft. Sammankopplingen ger också högre leveranssäkerhet genom att fler kraftverk och alternativa matningsvägar finns att tillgå. En av de grundläggande kriterierna vid dimensionering av storkraftnätet är att bortfall av en enhet, till exempel en ledning, en transformator eller ett stort värmekraftblock, normalt inte ska leda till störningar i elförsörjningen. Stamnätet har till följd av dessa dimensioneringsprinciper en hög driftsäkerhet. Konsekvenserna av en skada är mycket beroende på hur driftsituationer i nätet ser ut. Möjligheterna att hantera en driftstörning beror också på skadefallet samt var i nätet skadan inträffar.

Vid störningar som har karaktären av effektobalanser, såsom produktionsfrånslag eller bortfall av likströmslänkar, har tillgång till störningsreserver stor betydelse för att undvika följdstörningar. Den momentana störningsreserven träder in automatiskt. Den består av marginaler i synkront gående vattenkraftaggregat, automatisk uppreglering av likströmslänkar och även bortkoppling av speciell last såsom stora elpannor. Den snabba störningsreserven skall aktiveras inom 15 minuter och skall ersätta den momentana reserven, det vill säga återställa en mer eller mindre normal driftsituation. Denna reserv består av gasturbiner eller annan uppreglering av värmekraft eller samkörningsförbindelser.

Då flertalet stationer (produktionsanläggningar, ställverk, transformatorstationer) är obemannade i fred är beroendet stort av styrmöjligheterna från de olika driftcentralerna vad gäller reglering av last och produktion. Informationsöverföring mellan driftcentraler och stationer utgör grunden för styrning och övervakning. Vid katastrofsituationer är denna kommunikation och möjlighet att styra stationer helt avgörande för om näten ska kunna driftsättas om inte manuella insatser är möjliga. Drifttelenätet, som används för kommunikation mellan driftcentraler, är beroende av elförsörjning för att överföringen ska fungera.

Sabotage och terroristaktioner

Sabotage och terroristaktioner, liknande krigshandlingar, med avsikt att skada anläggningar mekaniskt och/eller att slå ut personal, kan ge upphov till svåra störningar i elförsörjningen. Insatser mot elsystemet kan vara ett sätt att åstadkomma landsomfattande störningar med konsekvenser för hela samhället. Skadorna kan, för den som har kunskap, åstadkommas relativt enkelt.

Begränsade insatser kan åstadkomma mycket stor skadegörelse, bland annat beroende på utvecklingen av högeffektiva sprängmedel. Konsekvensen av sabotage mot elsystemet blir generellt sett av olika omfattning om det genomförs mot högre eller lägre spänningsnivåer. Mot lägre spänningsnivåer måste en större mängd sabotage genomföras om konsekvenserna ska bli omfattande. Stamnätet är en av de mest sårbara delarna av elsystemet. Det är en omöjlig uppgift att skydda drygt 1 000 mil 400 kV-ledningar som i stor utsträckning är framdragna genom skog och obebodda trakter. Generellt sett torde en angripare ha stora förutsättningar att nå sitt mål genom insatser mot överföringssystemet.

Den ökade automatiseringen av elsystemet har medfört att alltfler anläggningar blir obemannade. Kontrollen av anläggningarna har minskat och risken för att sabotage mot anläggningarna ska lyckas ökar därför. Ett sätt att åtgärda detta är att i samband med avbemanningen öka den tekniska bevakningen av anläggningen.

En utslagning av ett fåtal stationer inom en region genom sabotage kan innebära avbrott på upp till flera veckor för den utslagna regionen. För landet i övrigt finns möjlighet till elförsörjning genom det ordinarie nätet. Sabotage av ett större antal stationer ger svåra konsekvenser och ställer stora krav på transportresurser och organisation av reparationsinsatsen. Under avbrottstiden kan möjligen viss elförsörjning upprätthållas genom omkopplingar som reglerar viss last. Avbrottskänsliga elabonnenter måste förlita sig på egen reservkraft.

Driftcentraler och driftdatanätet är av avgörande betydelse både vid ostörd drift och vid störningar. Reglerautomatiken måste fungera för att spridning av inträffade störningar ska begränsas, för att driftsinformation ska kunna överföras vad gäller spänning, frekvens och matningsvägar, samt för styrning av stationer. Centralerna blir idag allt större vilket kan medföra ökade risker bland annat vad gäller angrepp. Centralerna ger större flexibilitet och ökade möjligheter till kommunikation, men samtidigt ökar känsligheten och behovet av skydd.

Intrång i IT-system

Intrång i styr- och övervakningsnät med stödsystem bedöms vara ett möjligt fredstida hot mot elförsörjningen. Obehöriga intrång i IT-system som nyttjas för drift av elnätet kan ske via uppringda förbindelser. Informationen i systemen kan även manipuleras eller förstöras. Sätten att utföra detta är många och nya metoder kommer ständigt fram. Det finns sammanfattningsvis ett stort antal vanligt förekommande tekniker för att sabotera IT-system eller få tillträde till skyddad information.

HPM och EMP

HPM (High Power Microwave, Högeffekt Pulsad Mikrovågsstrålning) och EMP (Elektromagnetisk Puls) är exempel på elektromagnetisk strålning med hög energi. Både HPM och EMP kan åstadkomma skador på elsystemet. Elektronikkomponenter kan förstöras, felaktiga signaler uppkomma och information i minneskretsar kan förändras eller förstöras. Vidare kan det uppstå överslag, ljusbågar mellan olika ledningar, vilket ger kortslutningar och i förlängningen en ökad brandrisk. Användningen av HPM-vapen i syfte att slå ut delar av den svenska elförsörjningen ter sig idag inte särskilt sannolikt då fysiska attacker mot överföringssystemet inte kräver lika stora resurser eller kompetens och även bedöms kunna ge upphov till större skador.

Att förebygga störningar i elförsörjningen

Allmänt om förebyggande åtgärder

Leveranssäkerheten i elförsörjningen kan ses som en del av den generella leveranskvalitet som producenter och distributörer erbjuder elkunder. Leveranssäkerheten för en elkund beror på säkerheten i hela leveranskedjan från elproduktion till kundens anslutningspunkt. Leveranssäkerheten påverkas alltså av ett stort antal faktorer. Dessa kan vara av teknisk natur, såsom nätuppbyggnad, förebyggande underhåll, övervakning, reservdelsberedskap eller av organisatorisk art, såsom personalens beredskap och utbildning, ledningsfrågor och strategier.

När det gäller produktion och handel med elkraft har producenterna och leverantörerna ett kommersiellt ansvar för sin leveranssäkerhet, det vill säga ett ansvar gentemot kunderna att kunna klara åtagna leveranser. Denna del av leveranssäkerheten regleras i avtal mellan leverantör och kund.

Allmänt består förebyggande åtgärder av att göra olika former av beredskaps- och sårbarhetsanalyser. Viktiga frågor är: insatsplanering, information, övning och utbildning. För att en effektiv krishantering ska kunna komma till stånd krävs en samverkan mellan företag, myndigheter på alla nivåer och större elkunder.

Olika typer av påfrestningar utgör motiv för beredskapsåtgärder. För ledningsnätet med högre spänningsnivåer utgör främst omfattande sabotage dimensionerande händelser. För lägre spänningsnivåer utgör svåra väderbetingelser det största hotet, framför allt vad gäller luftnätet.

Förebyggande åtgärder kan ske i elsystemet, exempelvis förbättra driftsäkerhet, eller hos förbrukarna, exempelvis genom att installera reservkraft. För att hantera effektbrist under fredstid kan överenskommelser träffas mellan elleverantörer och större kunder om att de senare med kort varsel skall vara beredda att minska sin elförbrukning. Det kan avse till exempel elpannor, industri och produktion av fjärrvärme i anläggningar som alternativt kan utnyttja bränslen.

För användare som har kontinuerliga behov av elkraft är det angeläget att det absolut nödvändigaste kan klaras med egen reservkraft. Detta gäller ofta stora viktiga samhällsfunktioner, exempelvis transporter, akutsjukvård, radio- och tv-produktion och -distribution. Men det gäller också överlevnad beträffande värme, mat och vatten. Verksamhetsområden där en katastrof framförallt innebär ekonomiska förluster befinner sig i en annan sits. De kan minska konsekvenserna av avbrottssituationer genom att försäkra sig mot dessa.

FOI, fd FOA, pekar i rapporten Svåra påfrestningar. Säkerheten inom el-, tele-, rundradio vid ett nytt försvarsperspektiv på ett antal åtgärder som kan vidtas för att öka elsystemets uthållighet och flexibilitet, med en målsättning att förbättra möjligheterna att starta och driva separata delsystem, så kallad. ö-drift, om stamnätet skulle sättas ur funktion, nämligen:
 

Tekniska förstärkningsåtgärder i kontroll- och fjärrstyrningssystem

Förberedelser vid produktionsanläggningar för dödnätsstart, husturbindrift och drift av separata delsystem, vilket kräver: Installation av frekvensreglerutrustning, dieselaggregat, komplettering av regionala och lokala nät, komplettering av driftövervakningsutrustning samt manualer, utbildning och övning för drift under störda förhållanden

Åtgärder i ledningsnät för säkrare matning, anskaffning av reservkomponenter till vissa produktions- och distributionsanläggningar

Installation av styr- och reglerteknik för målinriktade leveranser.

Övervakning och tillsyn

Övervakning och tillsyn av elanläggningar kan bestå såväl av fortifikatoriska skydd och larmsystem som av anpassade rutiner, utbildad och skyddsmedveten personal, kontroller, bevakning och så vidare.

De flesta producenter eller distributörer av el har många anläggningar som i de flesta fallen inte kräver någon bemanning med personal för själva driften. Det finns inte resurser som gör det möjligt och som regel inte anledning att vid dessa obemannade anläggningar hålla personal enbart för bevakning. Tekniska anordningar av olika slag, inhägnader, lås och larm, ger ett visst skydd men kan forceras eller manipuleras av den som vill skada en anläggning. Mer omfattande tekniska skyddsanordningar finns för övrigt endast vid de större elanläggningarna. Ledningsnätet är av naturliga skäl till största delen oskyddat.

Teknisk bevakning som larm och bildövervakning fungerar framför allt som ett varningssystem. Det blir möjligt att bekräfta skador, så att fel snabbare kan lokaliseras och avhjälpas. Dessa skador indikerar också att den personella bevakningen vid andra anläggningar kan behöva förstärkas. Den tekniska utvecklingen inom området övervakningssystem sker snabbt, och fjärrindikering och fjärrmanövrering blir allt vanligare. I tätortsdistribution kan exempelvis signalkablar läggas samtidigt som kraftkablar, och det blir härvid enkelt att överföra felsignaler från olika fjärrstyrda stationer.

En annan form av bevakning är löpande tillsyn av ledningsgator för att tidigt upptäcka skador eller ge förvarning om eventuella sabotage. En personalresurs som i vissa fall redan utnyttjas för detta syfte, är civilbefolkning.

Reparationsberedskap

Möjligheterna att med fysiska åtgärder eller ökad bevakning minska sårbarheten i elsystemet bedöms vara begränsade. Det bästa sättet att minska sårbarheten är att se till att det finns tillräckliga reparationsresurser. 

Ett sätt att hålla en beredskap för reservdelar är att anordna något slags reservdelsprogram, eller reservdelspool, vad gäller strategiska reservdelar och reserver för reparation av knutpunkter. Genom att exempelvis knyta flera intressenter till programmet ökar sannolikheten för att ett större antal olika typer av reserver ska finnas i lager till rimligare kostnader.

Sabotageinsatser utgör ingen dimensionerande grund för utformningen av stamnätet. Beredskapen för reparationer av högre spänningsnivåer uppvisar också andra brister och tillgången på kompetent personal bedöms vara gränssättande för möjligheterna att reparera stam- och regionnäten vid skador. Företagen har ledningsreparatörer främst för lägre spänningsnivåer eftersom det är på dessa nivåer skador vanligen inträffar under normala förhållanden.

Förebyggande skydd mot intrång och manipulation i viktiga IT-system

Det är i det närmaste omöjligt att utforma elförsörjningens styr- och informationssystem så att de är skyddade mot samtliga former av intrång och attacker. Detta ökar vikten av att identifiera och skydda kritiska system och systemkomponenter, bygga upp en krishanteringsorganisation samt kontinuerligt testa beredskapen. En viktig del i ett tänkt skyddskoncept är att skapa robusta system som verkar avhållande för en angripare. I detta kan ingå system för övervakning, intrångsdetektion och spårning. Ytterligare faktorer i ett skyddskoncept kan vara ett fullgott systemskalskydd i form av brandväggar och behörighetshierarkier, goda operatörsrutiner för exempelvis skadelindring och attackvärdering, samt att genom oberoende värderingar verifiera att exempelvis krav och specifikationer efterföljs.

Förebyggande skydd mot HPM och EMP

Skydd mot HPM och EMP kan erhållas genom att skärma av ledningar och bygga in komponenter så att den luftburna elektromagnetiska pulsen inte når dit. Ett alternativ är att skydda de känsliga delarna genom att den inducerade strömpulsen leds bort eller genom att strömmen bryts tillräckligt snabbt. Skyddet mot elektromagnetiska hot byggs oftast upp i flera lager för att effekten ska reduceras stegvis.

Ytterligare en åtgärd är att montera in en elektronisk indikeringsutrustning som larmar när den utsätts för HPM. På detta sätt erhålls information om en misstänkt störning och medvetandet om eventuella sabotage ökar. En eventuell skada undviks ej, men reparationer kan genomföras snabbare.

Förberedelser hos olika offentliga organ

De flesta offentliga verksamheter berörs kraftigt av störningar i elförsörjningen och omfattande beredskapsanalyser krävs för att säkerställa en effektiv krishantering. Socialtjänsten och hälso- och sjukvården får vid ett långvarigt avbrott i elförsörjningen mycket omfattande arbetsuppgifter.

Vid störning i elförsörjningen ökar även kraven på insatser av polis och räddningstjänst för att ordning och säkerhet skall bestå. Räddningstjänsten och polisverksamheten kan påverkas av att olika typer av larmanordningar, som till exempel brand-, inbrotts-, drift- och trygghetslarm, inte fungerar.

Förebyggande information och informationsberedskap

Det är viktigt att utforma principer för hur människors informationsbehov skall hanteras vid en störning i elförsörjningen samt principer för hur samverkan mellan myndigheter och olika intressenter skall komma till stånd. Myndigheter och andra organ bör i förväg, innan ett avbrott inträffar, ha informerat hushåll och andra förbrukare om riskerna för störningar och vilka konsekvenser dessa störningar kan få.
 

Att minska konsekvenserna av störningar i elförsörjningen

 Allmänna synpunkter

Omfattningen hos ett avbrott i elförsörjningen beror på omständigheterna, vad det är som har havererat, men också vilka åtgärder som producenter och distributörer av el har vidtagit för att begränsa bortfallet i produktionen.  En större störning i elförsörjningen kräver även en mycket omfattande information till elförbrukarna.

Det finns två sätt att minska verkningarna. Det ena går ut på att vidta åtgärder i de verksamheter som behöver ström för att kunna fungera. Det andra sättet innebär att producenterna och distributörerna av el så snabbt som möjligt återställer elförsörjningen. Reglering av produktion och last för att stabilisera systemet är att betrakta som normala driftåtgärder som kraftbranschen och Svenska kraftnät vanligtvis klarar av att ansvara och planera för.

En kombination av åtgärder i produktionen och distributionen samt hos förbrukarna bedöms vanligen vara det ekonomiskt bästa sättet att minska konsekvenserna av att eltillförseln upphör.

Åtgärder för att minska följderna av en akut effektbrist

Med effektbrist menas sådana situationer där behovet av effekt överstiger den tillgängliga effekten. Bristen kan bero på otillräcklig momentan produktionskapacitet och/eller överföringskapacitet. Åtgärder för att minska följderna av en akut effektbrist kan, och måste, genomföras inom ramen för det löpande ordinarie arbetet med att övervaka driften av elsystemet. Det måste alltid råda balans i nätet. Hanteringen av akuta situationer och problem kräver omedelbara åtgärder.

Om en effektbrist plötsligt uppstår, och om inte störningsreserverna räcker till, måste uttaget av elkraft från nätet minska. Detta kan åstadkommas genom att "last" kopplas bort i den omfattning som situationen kräver. I annat fall kan frekvensen på nätet snabbt sjunka, vilket kan få till följd att bland annat kärnkraftverken måste fasas ur. Om detta förlopp sker snabbt, finns stor risk för ett totalt sammanbrott av hela det nationella elsystemet, eftersom det då inte finns tid att anpassa utmatningen av effekt från nätet, det vill säga elförbrukningen. Det är nödvändigt att med mycket kort varsel kunna verkställa bortkopplingar av stora delar av förbrukningen på nätet. För att detta ska vara möjligt krävs planer med prioritering mellan olika kategorier av förbrukare. Svenska kraftnät är i fredstid ansvarig myndighet för att planera och verkställa den bortkoppling av last som måste göras om en akut effektbrist uppstår.

Automatisk belastningsfrånkoppling tillämpas i flera av de regionala näten. Vissa områden kopplas bort enligt en uppgjord plan. Sådana frekvensstyrda system för automatisk belastningsbortkoppling har under senare år installerats i elsystemen i samtliga nordiska länder. Andelen automatiskt bortkopplingsbar last i systemen varierar dock.

Roterande bortkoppling (Robo) är ett annat sätt att reducera belastningen. Med detta begrepp menas att strömmen i vissa områden kopplas till och från efter ett visst system, till exempel så att en stadsdel har tillgång till el under förmiddagen och en annan under eftermiddagen. Om roterande bortkoppling ska ske, förutsätts denna i dag göras manuellt. Robo kan användas både vid akut brist på el och i ett läge då man bedömer att en akut bristsituation kan uppstå. Åtgärden kan tillämpas såväl vid brist på produktionskapacitet som vid brist på överföringskapacitet.

Försörjning med reservkraft

Vid ett elavbrott är tillgången på reservkraft i de flesta fall avgörande för om en verksamhet ska kunna fortsätta eller inte. Skillnaderna i produktionsförmåga är stora mellan reservkraftanläggningarna. En del verksamheter kan vid ett avbrott i den normala försörjningen fortsätta i stort sett normalt. För andra räcker reservkraften i stort sett bara till det allra nödvändigaste behoven - att säkerheten ska vara tryggad och människor eller utrustning inte ska komma till skada under tiden som strömmen är borta.

Det går att med hjälp av diseldrivna reservkraftverk producera åtminstone så mycket energi att verksamheten inom en anläggning kan fortsätta i begränsad skala eller ställas av på ett säkert sätt. Ett problem är att tillgången på reservanläggningar är mycket ojämn. Det är vidare oklart hur tåliga aggregaten är, det vill säga hur länge de kan producera ström. Det finns på ett antal olika håll i landet ett antal mobila reservaggregat som kan sättas i drift vid anläggningar där de för tillfället gör mest nytta. Installationerna och förberedelserna för inkoppling av aggregaten kan bli en flaskhals om distributörerna vid ett avbrott behöver utföra sådana arbeten på många ställen samtidigt.

Reparationer

Vid extremt väder och med nuvarande nätkonstruktioner är skadeavhjälpande åtgärder i katastrofområdet viktigast. Det gäller framför allt reparationer av ledningar. Reparationsarbete efter störningar orsakade av extrema väder ställer andra krav än vid sabotage på grund av de svåra klimatförhållandena. Som understöd vid reparationerna krävs transporter, röjning, inspektion och sambandsfunktioner. För elförsörjningen inom det primära skadeområdet under reparationsfasen är viktiga abonnenters egen reservkraft av stor betydelse. Ett problem vid väderstörningar är att antalet reparationsinsatser blir så stort att reparationspersonalen av det skälet inte räcker till.

Offentliga organisationers arbete med att minska konsekvenserna av en störning i elförsörjningen

Långvariga elavbrott  innebär mycket stora krav på polis, räddningstjänst, hälso- och sjukvård. En ledningsorganisation som tar i tu med de speciella problem som uppstår bör finnas inom varje delverksamhet, exempelvis hos socialtjänsten, räddningstjänsten, polisen och hos producenterna och distributörerna själva. Ledningsorgan på regional och myndighetsnivå är också mycket viktiga. Befogenheter att exempelvis göra avvägningar mellan olika verksamhetsområden kommer att behövas när en händelse drabbar med så stor bredd som är fallet vid långvariga avbrott i elförsörjningen.

Äldre och handikappade hör till de mest utsatta grupperna vid ett avbrott i eltillförseln. Det kan vid långvariga elavbrott vara nödvändigt med större eller mindre omflyttningar av människor till andra icke drabbade områden. Både vid dylika omflyttningar och inom de drabbade kommunerna har kommunerna en viktig uppgift i att ordna till exempel kollektiv utspisning och möjlighet till övernattning i skolor, sjukhem eller andra lokaler. De elberoende uppvärmningssystem som används idag i bostäder är en bidragande orsak till behovet av värmestugor.

Åtgärder vid energibrist - sparkampanjer och ransonering

Energibrist innebär att produktions- eller överföringsresurser finns tillgängliga men att energi saknas i erforderlig mängd för att möta efterfrågan. Energibrist i elproduktionen kan uppstå under torrår med åtföljande lågt vattenstånd i vattenmagasinen eller vid brist på uran, kol eller olja i värmekraftverken. Vad gäller situationer med energibrist eller mer långvarig effektbrist kan sparkampanjer och därefter ransonering av olika slag bli aktuella. För att ransoneringslagen ska kunna tillämpas i fredstid krävs händelser av ren undantagskaraktär. Något underlag för säkra bedömningar av hur olika slags ransoneringsåtgärder skulle påverka förbrukningen finns emellertid inte.

Att återställa elförsörjningen efter en störning

Under återuppbyggnaden av nätet samt under reparationsfasen kan olika former av nöddrift krävas, såsom ö-drift och reservkraft för viktiga och känsliga abonnenter, men också för elsystemets egna viktiga behov. För att möjliggöra nöddrift krävs åtgärder i både produktions- och överföringsanläggningar.

Åtgärder behöver därför vidtas för att klara uppbyggnad av antingen lokal eller regional ö-drift. Olika produktionsanläggningar behöver kunna startas mot dött nät alternativt kunna placeras i olika väntelägen, exempelvis husturbindrift.

En annan möjlighet är överföring av elkraft från angränsande regionnät, i mån av matningsmöjlighet. Distributionsnäten måste i många fall kompletteras för att bättre kunna styra kraften och tillgodose de prioriterade behoven. Möjligheterna att genomföra ö-drift är idag ojämnt fördelade över landet. Vidare är ö-drift mer personalkrävande än ordinarie drift.

Förutom ö-drift behövs reservkraft inom elsystemet för att kommunikation och reglering av stationer ska fungera under den akuta återuppbyggnadsfasen. Stationer har idag batteribackup för kommunikation angående driftdata och för reglering av brytare. Batteriernas uthållighet varierar, men i flertalet fall är uthålligheten mindre än ett halvt dygn. Därefter måste de laddas. Vissa stationer har dock egen lokalkraft.

Även i återuppbyggnadsfasen är frågor kring ledning av insatserna, samarbete mellan olika inblandade parter och information till förbrukare av största vikt.
 

Forskning kring störningar i elförsörjningen

Forskningen när det gäller elförsörjningen kan sägas ha följande karaktäristika och inriktning:

Den systemövergripande forskningen när det gäller störningar i elförsörjningen har av tradition inriktats på frågor av totalförsvarskaraktär. Större delen av den forskningen har utförts av, eller beställts av, myndigheter som sorterar under försvarsdepartementet.

Här redovisas ett antal av ELFORSKs prioriterade teknik- och kunskapsområden som har anknytning till störningar i elförsörjningen.

Underhåll och förnyelse av kraftnät är ett viktigt forskningsområde. Av intresse är bland annat tillståndsövervakning och diagnostiska metoder för exempelvis stöd vid planering av underhållsaktiviteter. Målet är att exempelvis kunna optimera intervaller för förebyggande arbete och behovsanpassa underhåll.

När det gäller transmissions- och distributionsteknik kan forskning kring effektflödesreglering och energieffektivisering nämnas. Viktiga frågor är användande av IT för dubbelriktad kommunikation mellan olika energistyrsystem, lastbortkopplingssystem och kundanläggningar. Påverkan på distributionsnäten av exempelvis kallt klimat är även den av intresse.

Frågor kring elkvalitet, exempelvis störningar i form av spikar och övertoner och att allmänt säkerställa störimmunitet är ett viktigt teknikområde inom högspänningsforskningen. Till exempel utformning av tekniska lösningar för att minska störningsproblem från kraftelektroniska styrutrustningar.

Forskning kring alternativ elproduktionsteknik för att säkerställa eltillgång vid en eventuell avveckling av kärnkraften är av intresse för sårbarheten i elförsörjningsystemet på lång sikt. Här kan även nämnas olika former av omvärldsstudier, som till exempel studier av hur en framtida elmarknad kan se ut, samt metodik för säkerhets- och riskvärderingar för person-, miljö- och egendomsskador till följd av produktion, överföring och distribution av el.
  

Senast ändrad 2002-03-19
© RiskNet/FOI