När fler hushåll producerar sin egen el minskar deras elräkningar. Men kostnaden för kraftverk, ledningar och annan gemensam infrastruktur försvinner inte. En amerikansk studie visar att en del av kostnaden i stället kan flyttas över till hushåll som saknar solpaneler.
Forskarna modellerade utvecklingen i Tennessee Valley Authoritys elområde i sydöstra USA fram till 2051. Enligt simuleringen kan den genomsnittliga elräkningen i regionen öka med omkring 10 procent när fler kunder installerar solpaneler och batterier. I vissa delar av området blev ökningen så stor som 20 procent.
Det är framför allt hushåll som fortsätter köpa all sin el från nätet som får bära kostnaden. Eftersom ekonomiskt starka villaägare har lättare att investera i solpaneler finns en risk att kostnader flyttas från rikare hushåll till kunder med lägre inkomster.
Resultatet innebär inte att solenergi i sig gör elektricitet dyrare eller att solpaneler bör motarbetas. Studien belyser i stället hur elnätets fasta kostnader fördelas och vad som kan hända när avgifterna huvudsakligen baseras på hur många kilowattimmar varje kund köper.
Elnätet kostar även när mindre el används
En stor del av kostnaden för ett elsystem påverkas inte direkt av hur mycket elektricitet som används under en enskild månad.
Kraftverk, transformatorstationer, högspänningsledningar och lokala distributionsnät måste byggas, övervakas och underhållas. Elnätet behöver dessutom ha tillräcklig kapacitet för perioder med hög efterfrågan och fungera när solen inte skiner.
Elbolagen tar vanligtvis in en betydande del av dessa pengar genom ett pris per förbrukad kilowattimme. Ju mer elektricitet kunderna köper, desto större intäkter får bolaget för att täcka både produktionen och de fasta kostnaderna.
När ett hushåll installerar solpaneler minskar mängden el som köps från elbolaget. Med ett tillräckligt stort batteri kan hushållet bli nästan självförsörjande och i vissa fall lämna nätet helt.
Problemet är att infrastrukturen och de tidigare investeringarna fortfarande ska betalas. Om färre kunder eller färre sålda kilowattimmar ska bära samma fasta kostnad måste priset för återstående kunder höjas.
Forskarna modellerade elsystemet under 30 år
Studien genomfördes av forskare vid bland annat University of Tennessee, Tennessee Tech University och Missouri University of Science and Technology. Resultaten publicerades i den vetenskapliga tidskriften PNAS Nexus.
Forskarna kombinerade två metoder:
- En enkät med 2 307 elkunder om deras vilja att installera solpaneler.
- En datorbaserad modell av elmarknaden och elnätet i Tennessee Valley Authoritys område.
Modellen omfattade 16 lokala elområden samt 141 produktionsenheter baserade på bland annat kol, naturgas, kärnkraft och vattenkraft. Forskarna simulerade utvecklingen från 2021 till 2051.
Kunderna delades in i hushåll med hög inkomst och hushåll med låg eller medelhög inkomst. Höginkomstgruppen definierades som hushåll med en årsinkomst på minst 150 000 dollar. Det betyder att studiens grupp med låg och medelhög inkomst är mycket bred och inte enbart består av ekonomiskt utsatta hushåll.
Forskarna undersökte hur sjunkande priser på solcellsanläggningar, stigande elpriser, utsläpp och hushållens ekonomiska förutsättningar påverkade viljan att skaffa solpaneler och batterier.
Solpanelerna beräknades bli betydligt vanligare
Vid början av modellperioden hade omkring 0,2 procent av kunderna i regionen solpaneler. När kostnaden för tekniken sjönk och elpriserna steg ökade den beräknade andelen kraftigt.
Till 2051 förutsåg modellen att omkring 30 procent av samtliga bostadskunder skulle ha skaffat ett sol- och batterisystem. Skillnaderna var dock stora mellan olika områden, med en beräknad användning på mellan 12 och 40 procent.
Bland höginkomsthushållen installerade omkring 35 procent solpaneler, jämfört med cirka 30 procent av hushållen med lägre eller medelhöga inkomster.
Skillnaden på drygt fem procentenheter kan verka liten. När hundratusentals kunder är inblandade får den ändå ekonomiska konsekvenser för hur kostnaderna för elsystemet fördelas.
Genomsnittliga elräkningen ökade med 10 procent
När kunder lämnade nätet behövde de återstående elbolagskunderna betala en större andel av de fasta kostnaderna. I hela det studerade området ökade den genomsnittliga elräkningen med cirka 10 procent under den 30-åriga modellperioden till följd av solcellsutbyggnaden.
Ökningen varierade mellan omkring 5 och 20 procent beroende på område. De lokala skillnaderna påverkades av elpriser, nätets konstruktion, produktionskostnader och hur många hushåll som valde solenergi.
Forskarna kallar återkopplingen för en möjlig ”utility death spiral”, ungefär ett elbolags dödsspiral:
- Fler kunder installerar solpaneler och köper mindre nätel.
- Elbolagets fasta kostnader fördelas över färre kunder.
- Priset för den återstående nätelen höjs.
- Ett högre elpris gör solpaneler mer lönsamma.
- Ytterligare kunder minskar sitt beroende av elnätet.
I den aktuella studien var återkopplingen relativt svag. De höjda elpriserna skapade mindre än en procentenhets extra solcellsutbyggnad. Varje ny solcellskund ledde i genomsnitt till cirka 0,03 ytterligare installationer genom de stigande elpriserna.
Resultatet ger alltså inte stöd för att elnätet omedelbart skulle kollapsa ekonomiskt. Det visar däremot hur kostnadsfördelningen kan förändras över flera årtionden.
Hushåll med lägre inkomster fick betala mer
Forskarna beräknade även hur mycket av kostnaden som flyttades till kunder med låg eller medelhög inkomst på grund av skillnaden i solcellsanvändning mellan inkomstgrupperna.
År 2051 betalade hushåll utan solpaneler i denna grupp sammanlagt 7,8 miljoner dollar mer per år. Det motsvarade 9,86 dollar per kund och år.
Beloppet per hushåll var begränsat, men regionen innehåller områden med några av USA högsta fattigdomsnivåer. För ett hushåll som redan har svårt att betala energi, mat och boende kan även mindre återkommande kostnadsökningar få betydelse.
Stigande elpriser fick samtidigt fler hushåll med lägre inkomster att investera i solpaneler. Det minskade skillnaden mellan inkomstgruppernas användning med knappt en procentenhet.
De nya solcellskunderna sparade tillsammans omkring 976 000 dollar på sina elräkningar. Besparingen var dock betydligt mindre än de 7,8 miljoner dollar i extra kostnader som belastade övriga kunder i samma inkomstgrupp.
Resultatet gäller inte automatiskt Sverige
Studien är utförd för Tennessee Valley Authoritys elområde och kan inte direkt överföras till svenska förhållanden.
Sverige har en annan elmarknad, andra nättariffer och ett annat system för skatter, elhandel och ersättning för inmatad solel. Svenska nätavgifter innehåller redan fasta delar, och flera elnätsföretag använder eller inför effektavgifter som baseras på kundens högsta belastning.
Den amerikanska modellen gjorde dessutom ett förenklat antagande om att kunderna installerade både solpaneler och batterier och därefter kunde lämna elnätet. I verkligheten fortsätter de flesta solcellsägare att använda nätet när den egna produktionen inte räcker.
Modellen behandlade därför installationen som att en kund försvann, snarare än att kundens förbrukningsprofil förändrades timme för timme. Det gör kostnadsförskjutningen tydlig, men kan också förstärka skillnaden jämfört med ett system där solcellsägare fortsätter betala nätavgifter.
Studien räknade inte heller fullständigt på alla samhällsekonomiska vinster från solenergi. Lokal solel kan exempelvis minska utsläpp, reducera vissa överföringsförluster och i vissa situationer avlasta nätet. Värdet beror på var och när elektriciteten produceras.
Fasta nätavgifter kan fördela kostnaden annorlunda
Forskarna pekar på att elbolag kan behöva förändra hur de tar betalt när lokal elproduktion blir vanligare.
En möjlighet är att flytta en större andel av kostnaden från priset per kilowattimme till en fast anslutningsavgift. Då fortsätter solcellsägare att betala för tillgången till elnätet även om de köper mycket lite elektricitet.
Andra alternativ är att använda effektbaserade avgifter eller justera ersättningen för den el som solcellsägare matar in på nätet. En solcellsanläggning kan då ersättas utifrån vilket värde produktionen har för elsystemet vid en viss tid och plats.
Alla modeller har dock fördelningspolitiska nackdelar. En hög fast avgift kan slå hårt mot små hushåll och personer som använder lite el. Lägre ersättning för överskottsel kan göra investeringar i solpaneler mindre attraktiva. Effektavgifter kan vara svåra för kunderna att förstå och kontrollera.
Forskarna varnar också för att generella stöd till låginkomsthushåll kan missa problemet. I modellområdet tillhörde mer än 86 procent av solcellskunderna gruppen med låg eller medelhög inkomst. Kostnaden fördelades därför inte enkelt mellan rika solcellsägare och fattiga kunder utan solpaneler.
Den gröna omställningen kräver nya betalningsmodeller
Studien visar en målkonflikt i övergången till mer lokal och förnybar elproduktion. Solpaneler kan minska användningen av fossila bränslen och ge hushåll lägre energikostnader. Samtidigt måste ett gemensamt och tillförlitligt elnät fortsätta finansieras.
Frågan är därför inte bara hur många solpaneler som installeras, utan hur kostnaderna och nyttan fördelas mellan dem som producerar egen el och dem som är helt beroende av nätet.
Om betalningsmodellen inte förändras kan hushåll som saknar pengar, lämpligt tak eller möjlighet att fatta beslut om sin bostad få betala en växande del av elnätets kostnader. En genomtänkt tariff behöver samtidigt värdera den nytta som lokal solel faktiskt ger systemet.
Forskarnas resultat är en modell för en specifik amerikansk region, inte en prognos för alla elmarknader. Men den grundläggande frågan blir relevant på fler platser när egen elproduktion växer: Vem ska betala för elnätet när allt färre kilowattimmar köps på traditionellt sätt?
Vetenskaplig publikation: Charles Sims med flera, The equity implications of pecuniary externalities on an electric grid, PNAS Nexus, 2025. Läs originalstudien