LCOE, Levelized Cost of Energy, er en metode til at opgøre de samfundsmæssige udgifter til forskellige former for energikilder, således at de i princippet kan sammenlignes direkte med hinanden. Man inkluderer både investeringsudgifter, inkl. afledte udgifter til netværket, løbende driftsomkostninger og udgifter til brændsel, samt diverse miljørelaterede poster. Investeringen bliver diskonteret over installationens levetid. Energistyrelsen stiller et meget omfattende regneark til rådighed, hvor man i princippet selv kan kigge på forskellige scenarier. De følgende tal er alle fra dette ark, baseret på oplysninger fra 2015.
I de senere år har man gentagne gange set overskrifter i medierne, hvor det udbasuneres, at nu er sol og vind billigere end fossilt fyrede kraftværker, og de billigste energikilder vi overhovedet har. Disse resultater er netop fremkommet ved sammenligninger af LCOE for de forskellige teknologier. Tabel 1 viser et eksempel, taget fra Energistyrelsens regneark:
Alle tal er baseret på en kapacitet på 1 MW. En 1 MW vindmølle kører selvfølgeligt ikke hele tiden på sin fulde kapacitet, i realiteten fremstiller den over året i gennemsnit ca. halvdelen. Det er så i tabellen omskrevet til, at den kører på fuld kapacitet i halvdelen af tiden: 4400 timer. Landvindmøller har en lavere kapacitet, så det kan omregnes til 3100 timer på fuld kraft. Og solcellerne er dårligst af alt, de producerer kun svarende til godt 10 % af kapaciteten, så de er sat til 981 timers drift.
Herefter ser man investeringerne, inkl. renter i byggetiden og de er derefter omregnet til en udgift pr. MWh produceret i hele installationens levetid. For møllernes vedkommende er der tale om ekstraudgifter til udbygning eller tilpasning af elnettet, det er især dyrt i forbindelse med havvind.
Hertil lægger man driftsudgifterne og for gaskraftværkets vedkommende også udgifter til gas og nogle miljørelaterede udgifter (skatter m.v.).
Slutresultatet ser jo vældigt positivt ud. LCOE er lavest for landvindmøller med 39,35 EUR/MWh, svarende til ca. 29 øre pr. kWh. Derefter kommer havvinden, med 61,48 EUR/MWh (46 øre/kWh), de større investeringer i både møllerne og det tilhørende elnet kan ikke opveje deres højere kapacitetsudnyttelse. Solcellerne ligger på niveau med gaskraften, 73,99 EUR/MWh (55 øre pr. kWh).
Så vedvarende energi – især vindmøller – må bare være vejen frem!
Nu bemærker man straks nogle ting ved gaskraftværket. Det har kun en kapacitetsudnyttelse på ca. 50 %. Det kan godt være, at det afspejler virkeligheden i Danmark, hvor de konventionelle kraftværker ofte bliver standset, når solcellerne og vindmøllerne producerer rigeligt med strøm. Men hvis man ønsker at sammenligne teknologierne på lige fod, bør man tage i betragtning, at et gasfyret kraftværk sagtens kan køre omkring 90 % af tiden og så bør vi regne med 8000 driftsstimer pr. år. Dertil kommer CO2-afgiften, som jo er politisk bestemt og ikke siger noget om teknologien som sådan. Tabel 2 viser situationen, med et gaskraftværk, der kører 8000 timer/år og med og uden statsafgifter. Bemærk, at de faste vedligeholdelsesudgifter pr. MWh er justeret ind, så de svarer til den højere produktion.
Nu ændrer billedet sig noget. Inkl. CO2-afgiften på 7 EUR/MWh kommer vi ned på 66,57 EUR/MWh, hvilket er noget bedre end solcellerne. Tager man CO2’en ud, når vi en omkostning på under 60 EUR/MWh, og nu er gaskraftværket på niveau med havvindmøllerne.
Vedvarende inkl. backup
Imidlertid er ovenstående sammenligninger stadigvæk ikke realistiske. Man tager ikke i betragtning, at sol og vind ikke leverer energien, når den er ønsket. Derfor skal der til stadighed være backup-kapacitet svarende til møllernes eller solcellernes mærkeplader.
Gaskraftværket derimod vil kunne levere kontinuerligt og er ovenikøbet meget fleksibelt, så det på egen hånd kan følge med svingningerne i forbruget. Det kan i princippet til enhver tid levere, hvad der er ønsket, mellem de 0 og 1 MW som vi regner med i tabellerne her.
Det kan sol og vind ikke, og derfor er den energi, de leverer, mindre fleksibel og kan ikke stå på egne ben. Der er brug for backup, og hvis man vil sammenligne LCOE, er man nødt til at kigge på de samlede pakker, vedvarende + backup.
Det gør vi i de følgende eksempler, hvor vi supplerer sol og vind med et gaskraftværk. For hver MW vindenergi, sørger vi for at have investeret i en MW gaskraft. Sidstnævnte leverer så strøm når vinden svigter og vi kan kontinuerligt forsyne nettet med den ønskede MW. Det medfører selvfølgeligt primært, at vi får en noget større investering og dermed højere kapitaludgifter. Tabel 3 viser kombinationen af havvind og gaskraft. Kombinationen af gas og vind producerer jo meget mere end den rene vind, og derfor skal de øvrige udgifter (vedligehold + brændstof) indgå med deres kildes andel af den samlede produktion.
Vi når herved frem til en LCOE på denne løsning på 68,7 EUR/MWh (= 51 øre/kWh), en pris der ligger lidt højere end gaskraftens.
I tabel 4 er den tilsvarende situation med landmøllerne vist. Her skal gaskraftværket levere en større andel af strømmen og derved bliver en stor del af landvindens prisfordel spist op, vi ender på en LCOE på 60 EUR/MWh, hvilket skal sammenlignes med den ”rene” pris på knap 40 EUR/MWh.
Endeligt viser tabel 5 situationen med solenergien, hvor gaskraftværket jo skal levere langt størstedelen af strømmen og derved bliver slutresultatet en LCOE på 68,4 EUR/MWh, hvilket er højere end gaskraften på egen hånd.
Priserne er opsummeret i tabel 6. Nu kan man ikke længere hævde, at energi fra sol og vind er klart billigere end gaskraft. Kun landvinden er nu ca. 10 % billigere, men dette skal sammenholdes med, at en massiv udbygning af landvind næppe kommer på tale, dels pga. den ringe effektivitet, og dels pga. stigende modstand i lokalbefolkningerne mod at have kæmpevindmøller som naboer.
Der er næppe udsigt til, at den vedvarende energi bliver væsentligt billigere i drift og investering. De nye havvindmølleparker, f.eks. i forbindelse med ”energiøen” bliver dyre at bygge, da de skal stå på relativt dybt vand, og installationerne til at tage strømmen i land bliver meget kostbare.
Vedvarende løsninger?
Nu er det jo hverken særligt ”grønt” eller ”vedvarende” at bruge gas i store mængder til backup af sol- og vindenergi. Man kunne selvfølgeligt forestille sig, at der var tale om biogas, men den er meget dyrere end naturgas, måske den tredobbelte pris, og så vil balancen se endnu værre ud. Biogas vil også i fremtiden være en knap ressource, og vil næppe række til at blive brugt som backup på landsplan.
Man kunne i stedet forestille sig, at hullerne i produktionen fra sol og vind skulle dækkes ved biomassefyrede kraftværker. Her vil det nok være vanskeligere at regulere produktionen op og ned i takt med svingningerne i f.eks. vindenergien, men det problem ser vi bort fra i denne omgang.
Energistyrelsen har tal på et biomassefyret værk, baseret konkret på brug af træpiller. Tabel 7 viser data for dette anlæg, sammenstillet med det gasfyrede kraftværk. Man bemærker de væsentligt større udgifter, både til investering, vedligehold og brændstof. Biomasseværket har også et lavere energiudbytte i forhold til antallet af driftstimer.
I tabel 8 er så biomasse-anlægget indsat som backup for havvinden. Resultatet er en LCOE for energien på 88 EUR/MWh, svarende til 66 øre pr. kWh, hvilket er klart dyrere end alle mulighederne vist i tabel 6. Kombinationen med havvind har således en LCOE, der er 15 øre højere end havvind + gas.
Konklusion
Endnu en gang er det påvist, hvor vanskeligt det er at bruge sol og vind som rygraden i en stabil elforsyning. På papiret kan teknologierne se billige ud, men det er de ikke, når man medtager alle følgeomkostningerne. Og tilmed er den billigste backup også én, der kræver et omfattende forbrug af fossile brændstoffer, og det var jo ikke ligefrem meningen med klimamålsætningerne.
Kombinationen af vind og sol og biomasse som backup er mere “grøn”, men har til gengæld også en markant højere LCOE, end alle de andre muligheder.
Danish