Alle kraftværker og elektricitetsproducerende apparater er udstyret med såkaldte mærkeplader, hvorpå er anført den energimængde pr. tidsenhed, de kan levere. Energimængden, eller effekten, som den hedder udtrykkes i watt, som er energi pr. sekund. Et kulkraftværk kan således have en effekt på 1000 MW (megawatt – eller millioner watt). En stor vindmølle har i dag en effekt på omkring 10 MW. Det må så betyde, at 100 møller – med en samlet effekt på 1000 MW må svare til ovennævnte kulkraftværk.
Ikke helt. Kulkraftværket kan regulere sin produktion op og ned, og f.eks. indstilles til at levere 900 MW kontinuerligt over mange timer. Det kan også skrues højere op, helt op til de 1000 MW. Så længe der er kul til rådighed, kan kraftværket køre med produktion på disse niveauer, dog bortset fra måske en uge eller to hvert år, hvor man stopper det for at udføre vedligehold og reparationer.
Man kan så regne ud, hvor meget man i gennemsnit kan forvente at få ud af sit kraftværk. Med to ugers stop får man op til ca. 95 % af effekten ud i gennemsnit, hvis man kører hårdt på.
I praksis vil man ofte køre med en lidt lavere udnyttelse, for at have reservekapacitet til rådighed, hvis forbruget pludseligt stiger til et højere niveau. Men typisk vil man regne med at kunne få op til 90 % ud af sit kulkraftværk.
Med vindmøller (og solceller) er det helt anderledes. Deres produktion svinger fra dag til dag, afhængigt af vinden, og kun relativt sjældent vil vores 1000 MW vindmøllepark nå op i nærheden af de 1000 MW. Oftest vil den ligge langt lavere og ind i mellem helt nede på nul, når vinden er for svag. I gennemsnit leverer vindmøller således fra 20-50 % af deres mærkepladeeffekt. Hvad værre er, det er ikke os, der bestemmer hvornår, de leverer noget, det er helt uafhængigt af forbruget.
Det betyder selvfølgeligt, at den energimængde, vi får fra vores 1000 MW møller kun vil være 25-55 % af den vi får fra kulkraftværket. Med solceller er det endnu værre, her i Danmark er vi helt nede på 10-12 % udnyttelse af effekten, og dermed leverer 1000 MW solceller over året kun 11-13 % af den energi, som vores kulkraftværk af samme størrelse producerer.
Ser vi på omkostningerne ved de forskellige energikilder, så hører vi ofte, at nu kan sol og vind generere elektricitet billigere end de fossilt drevne kraftværker. Det kan de måske også, når de producerer, men man glemmer, at der er behov for 100 % backup fra de andre kilder, for at elsystemet skal fungere. Dvs. at kul-, olie- eller gasfyrede anlæg skal være klar til at tage over, når solen går ned eller vinden svigter. Når vindmøllerne så igen kommer i gang, kan vi skrue ned igen for de andre kraftværker. Resultatet er selvfølgeligt, at deres drift bliver meget mindre stabil og derved meget mere uøkonomisk, deres kapacitet bliver dårligt udnyttet, og driften mindre optimal. Dårlig kapacitetsudnyttelse forøger selvfølgeligt kapitalomkostningerne (forrentningen af investeringen) pr. produceret energienhed.
Man kan nu indføre et begreb ”Bidrag til system-tilstrækkelighed” (system adequacy contribution), målt i MW og som tager højde for de forskellige faktorer. For kulkraftværket vil bidraget stadigvæk være de ca. 90 % af mærkepladeeffekten, det er den mængde man kan have tiltro til at få, når man har brug for den.
Et andet tal er selvfølgeligt den årlige produktion, man kan forvente, målt i MWh, megawatt-timer. For kulkraftværket ville det være 1000 MW x 90 % x 8760 h = 7.884.000 MWh, eller 7,9 TWh.
En vindmøllepark med en udnyttelse på 30 % vil tilsvarende have produceret 2,7 TWh
Bidraget til system-tilstrækkelighed er sværere at beregne retfærdigt for f.eks. vindmøller, fordi deres svingende produktion jo forværrer situationen for de andre kilder. Vedlagte artikel viser en graf for USA’s elforsyning, splittet op på de enkelte teknologier. Her er vist de samlede mærkepladeeffekter og så noget, man kalder et ”pålideligt bidrag til kapaciteten” (Firm capacity contribution) til elforsyningen.
Her ser man den installerede effekt i USA i 2018 for de forskellige typer, i MW. Den totale (mærkeplade-)kapacitet af vind og sol er stadigvæk langt mindre end de fleste af de øvrige, men det bemærkelsesværdige er sol og vinds meget lave ”pålidelige bidrag”, de ligger helt nede omkring hhv. 7 og 12 %, hvor kraftværker typisk ligger omkring 90-95 %.
