I et indlæg for nyligt kiggede vi endnu en gang på en energiforsyning baseret på solceller, vindmøller og batterier som backup. Denne gang var grundlaget de faktiske energidata for Danmark i 2020-2021. Ikke overraskende endte det med nogle prohibitivt høje investeringer i batterier.
Imidlertid har vi tidligere set, at man faktisk kan nedbringe kapaciteten på batterierne i betydelig grad, hvis man simpelthen installerer et overskud af vindmøller eller solceller. Det betyder i praksis, at de over året vil producere mere strøm, end der er brug for, og man skal så være parat til at kassere den overskydende strøm, eller evt. bruge noget af den i dyppekogere til fjernvarme.
Der tales jo meget om, at den slags overskudsstrøm også kunne bruges til fremstilling af Power-to-X. Det er dog straks mere tvivlsomt, om det nogensinde vil lykkes at få etableret en fornuftig produktion baseret på en stærkt variabel elforsyning. Og vi kan jo ikke lade Power-to-X produktionen få del i batteriernes leverancer, fordi så er fidusen med overkapaciteten væk.
Havvind
Igen vil vi her bruge Danmarks nuværende elforbrug som grundlag, dvs. i gennemsnit 4 GW (gigawatt). Hvor vi sidst tilpassede den installerede effekt af sol og vind til netop over året at kunne yde de 4 GW i gennemsnit, vil vi nu i første omgang forøge antallet af havvindmøller, så vi får en gennemsnitlig effekt på fra 4,5 til 6 GW. Kapaciteten af sol og landvind er uændret i forhold til i dag. Fig. 1 viser situationen med batteriets opladning ved 5 GW’s gennemsnitlig produktion. Der er nu lagt loft på batteriet, og loftet tilpasses, således at batteriet altid har en mængde strøm over nul, men heller ikke mere.
Man ser, at batteriet i dette tilfælde skal have en kapacitet på 1.080 GWh. Til gengæld skal der installeres 2,3 GW flere havvindmøller end i scenariet med 4 GW’s gennemsnitlig produktion. Batteriets størrelse bliver imidlertid reduceret til ca. en femtedel, og besparelsen her er mange gange større end merudgiften til de ekstra møller.
Tabel 1 viser, hvordan situationen udvikler sig op til i alt 6 GW kapacitet, svarende til 50 % over det gennemsnitlige forbrug. Vi har her reduceret batteriets størrelse fra 5.600 GWh til kun 725 GWh, hvilket giver en meget stor besparelse. Det har kostet os knap 6 GW ekstra havmøller, og ulempen er selvfølgeligt, at vi skal smide 2 GW væk i gennemsnit, svarende til 34.000 GWh over den toårige periode.
Man ser af tabellen, at besparelsen på batteriet falder ved forøget kapacitet af møllerne. Den situation er illustreret i fig. 2, hvor batteriets kapacitet er plottet mod den spildte energimængde. Her fremgår det, at der er en stor besparelse fra 4 til 5 GW og en meget mindre, hvis man går over de 5 GW, så netop omkring de 5 ligger optimum nok, svarende til at ca. 25 % af den producerede strøm skal kasseres.
Sol
Man kunne nu forestille sig, at man droppede de dyre havvindmøller, og valgte at udbygge kapaciteten med solceller. Udgangspunktet er således det samme som i tabel 1, men i stedet for at tilføje flere vindmøller, forøger vi i stedet kapaciteten af solcellerne.
I fig. 3 er vist situationen ved en udbygning af solcellernes kapacitet fra de nuværende 1200 MW til 9000 MW, svarende til ca. 1 GW løbende energitab, det samme som i fig. 1. Man ser, at billedet afviger noget, fra når man forøger havvinden, det skyldes jo, at solenergien kommer i et anderledes mønster over årstiderne.
Tabel 2 viser resultatet for de forskellige scenarier. Udbygningen op til ca. 1 GW energitab giver en mærkbar reduktion i batteriets størrelse, men derover bliver den yderligere positive effekt meget lille. En fordobling af solcellernes kapacitet fra 9000 til 18000 GW reducerer således kun batteriets størrelse med 16 %. Ved et spild på omkring 2 GW skal batteriet være væsentligt større, end det skulle, hvis vores overskydende energi kom fra havvindmøller. Fig. 4 viser situationen grafisk.
Konklusion
Energiløsninger baseret på ren sol & vind og med batterier som backup kan gøres væsentligt billigere i investering, hvis man installerer en overkapacitet af møllerne og/eller solcellerne og accepterer, at der ind i mellem bliver produceret for meget energi, der så må kasseres på én eller anden måde. Det er i den forbindelse bedre at udbygge med havvind end med solceller, vi får et væsentligt mindre batteri ved 50 procents overkapacitet baseret på havvind, fremfor på sol.
Men scenarierne er usikre, og vi er stadigvæk oppe i meget høje investeringer til batterierne, de ligger i området 1500 – 2500 milliarder kr., hvilket naturligvis er helt uden for, hvad der er realistisk.
Danish