Er vedvarende energi billigere?

Der er netop udgivet en artikel fra Oxford University, hvor forskerne har regnet sig frem til, at vi kan spare en masse penge ved hurtigst muligt at omstille vores energiforsyning til vedvarende, primært sol og vind. Den har fået en del omtale i de danske medier. Vi får at vide, at der kan spares 12 billioner (12.000 milliarder) dollars ved en omstilling til grøn energi frem til 2050. Hovedårsagen er de kontinuerligt faldende priser på solceller og vindmøller, samt batterier og brint til backup.

Francis Menton fra The Manhattan Contrarian har nu taget fat i spørgsmålet, her er et udpluk af hans indledning:

Enhver med øjne i hovedet kan se, hvad der er sket. [Tyskland og England, der har haft voldsomme prisstigninger på energi] troede, at de kunne slippe af med fossile brændstoffer bare ved at bygge masser af vindmøller og solceller, hvilke ikke virker det meste af tiden. Så undertrykte de den fossile brændstofproduktion, fordi det er en dydig ting at gøre. På en eller anden måde mistede de overblikket i forbindelse med det faktum, at der er brug for fuld backup til vind og sol, og der findes ikke noget alternativ til fossile brændstoffer. Med begrænsningerne, der fuldt bevidst og kunstigt blev lagt på forsyningen af fossile brændstoffer, steg priserne voldsomt.

Og de har stadigvæk ikke opnået, at 50 % af elektriciteten eller 15 % af det totale energiforbrug kommer fra sol og vind hen over hele året.

Er nogen ved at lære noget her? Man må tvivle.

Artiklen fra Oxford University blev offentliggjort i tidsskriftet Joule og er frit tilgængeligt på nettet. Hovedpointen i den er, at man indtil nu tilsyneladende har undervurderet hvor meget, de vedvarende energiteknologier kan forventes at falde i pris. Derved har beregningerne af omkostninger ved overgangen til sol og vind givet alt for høje tal. Det råder artiklens forfattere bod på ved at

generere sandsynlighedsbaserede omkostningsforudsigelser for energiteknologier, ved at benytte en metode, der statistisk er eftervist med data fra mere end 50 teknologier.

Så er vi mere rolige, selvom de fleste af os (inkl. undertegnede) nok ikke helt forstår, hvad det går ud på.

Artiklen er ledsaget af figuren vist her som fig. 1. Den viser udviklingen i priserne på de 4 nævnte teknologier, og man ser, hvordan de er stejlt faldende, bemærk at skalaerne i venstre side er logaritmiske, dvs. man ganger med ti hver gang man går et trin op.

Der opereres med tre scenarier, den hurtige (og bedste) overgang til fossilfri energiforsyning allerede i 2050 og så en, der er mindre hurtig, samt en hvor der ikke sker nogen overgang. De tilsvarende globale udbygninger i kapacitet af sol, vind, batterier og brint (”P2X”) er vist på fig. 2. Bemærk at skalaen igen er logaritmisk.

Fig. 3 viser så de forventede ”sandsynlighedsbaserede” fremtidige priser på de fire teknologier. Man ser, at jo hurtigere en udbygning, der satses på, desto lavere bliver priserne. Vind vil falde til den halve pris fra 2020 til 2040, sol til en sjettedel og batterier til en femtedel i samme tidsrum. Batterierne skulle således i 2040 koste omkring 20 dollars pr. kWh, mod de nuværende ca. 300.

Baseret på de priser, samt fremtidige forventede omkostninger til fossile brændstoffer (jfr. fig. 3) har forskerne nu sat en computermodel til at regne på de totale omkostninger baseret på de tre nævnte scenarier. For at forenkle opgaven har man set bort fra de mindre betydningsfulde vedvarende energikilder som f.eks. geotermi, biogas, biomasse osv. Modellen beregner priserne på energikilderne år for år, baseret på den totale installerede kapacitet, jfr. fig. 1. Derved bliver f.eks. sol og vind billigere hvert år i scenariet med den hurtige udbygning sammenlignet med de to andre scenarier.

Fig. 4 viser installeret kapacitet, totale energiproduktion og udviklingen i brint i tidsrummet 2020-2070 for de 3 scenarier. Man bemærker, at forskerne her regner med en meget større andel af forsyningen fra solceller end fra vindmøller. Det er jo meget i modstrid med tankegangen f.eks. her i Danmark. Der er ikke i teksten nævnt noget om den forventede kapacitet af batterier, men den kan aflæses fra fig. 4.

Derefter præsenteres de økonomiske resultater, som allerede er omtalt i indledningen. Forfatterne kommer kort ind på, hvorvidt den hurtige omstilling overhovedet er realistisk, når man ser på de påkrævede mængder af metaller og andre ressourcer, men konkluderer uden videre, at det godt kan lade sig gøre. 

Francis Menton stiller sig tvivlende over for de stærkt optimistiske forudsigelser om fremtidens priser på f.eks. vindmøller og solceller. Vindmøller er en forholdsvis moden teknologi, og der er ikke udsigt til nogen nyudvikling, der afgørende vil presse prisen yderligere ned. En del af de prisreduktioner, vi har set i de senere år, er jo forårsaget af den meget hårdere konkurrence på markedet, ikke mindst fra kinesisk side. Det har som bekendt medført beklagelser fra de vestlige leverandørers side, herunder Vestas, der ikke mere kan tjene penge nok på møllerne.

Både vindmøller og solceller kræver mange ressourcer og megen energi til fremstillingen, og der er ikke noget, der tyder på at ressourcerne (metaller, silicium osv.) vil falde i pris i de kommende år, og slet ikke hvis der bliver tale om en kraftig forøget efterspørgsel.

Batterierne er et kapitel for sig. Fig. 3 viser en fremtidig forventet pris på mellem 3 og 80 dollars, med knap 20 dollars som det mest sandsynlige bud. Igen må man stille sig tvivlende i lyset af råvaresituationen, hvor prisen på litium f.eks. har været stigende det seneste års tid. De nævnte tal  afspejler også prisen på  små enkelte batterier og ikke komplette installationer til backup af en strømforsyning, der er langt dyrere, og næppe kommer under 200-300 dollars/kWh.

Det er også et åbent spørgsmål hvor stor en batterikapacitet forfatterne regner med er nødvendig. Der står ikke noget tal i artiklen, men i det ”supplerende materiale” kan man finde noget (s. 34 f.f.):

Der indledes med de sædvanlige tiltag som lagring af strømmen, forbindelser mellem store geografiske områder, fleksibelt forbrug osv. Sidstnævnte to metoder vil have begrænset værdi i et system, der satser så meget på solenergi. Solen går ned stort set samtidigt over store geografiske områder (f.eks. hele USA), så kabelforbindelser hen over kontinentet gavner ikke så meget, ligesom ”fleksibelt forbrug” jo ikke indebærer, at folk helt lader være med at bruge strøm, lige så snart solen går ned.

Mht. lagring af strøm opdeler artiklen behovet i tre grupper, korttids – med litiumbatterier, mellemlangt – med vanadium-flowbatterier (der endnu ikke er moden teknologi på nogen måde) og langtidslagring med Power to X. Der bliver således et stort behov for sidstnævnte – alene til dette formål.

Korttidsbatterierne skal lagre 20 % af døgnets produktion fra sol og vind. Produktionen er større end det umiddelbare forbrug, fordi der også skal bruges strøm til Power to X. Man regner med at forbruget er ca. 2/3 af produktionen. 20 % af døgnets produktion vil da i følge artiklen kun række til godt 6 timers forbrug, dvs. ikke umiddelbart nok til at bringe os igennem en mørk nat. 

Flowbatterierne til lagring over flere dage eller evt. uger har fået tildelt en samlet kapacitet på kun det halve af korttidsbatterierne, så reelt kan de kun dække forbruget i ca. 3 timer.

Til gengæld specificeres det, at der skal være Power to X på lager til dækning af 1 måneds elforbrug pr. år. Det kommer jo til at koste enorme mængder af elektricitet at fremstille. Man vil vist primært satse på brint, og det vil kræve meget store lagre, men her peger forfatterne på de nuværende underjordiske lagre til naturgas, hvoraf der er rigelig kapacitet – i hvert fald i udvalgte europæiske lande.

Forfatterne prøver at efterkontrollere deres scenarier ved at kigge på de faktiske vejrmønstre over mange år. Det påpeges, at i 2050 vil man have en overkapacitet af sol og vind på 130 % af forbruget, stigende til 139 % derefter. En overkapacitet nedbringer behovet for lagring, som vi har set tidligere. Men der skal være strøm til opladning af batterierne og til tabet ved konvertering fra strøm til Power to X og tilbage igen + det brændstof, der skal bruges til andre formål.

Et helt afgørende spørgsmål forbliver ubesvaret. Vil Power to X-teknologien nogen sinde kunne bringes til at fungere, hvis den skal køre på variabel strøm fra sol og vind? Det er ikke eftervist endnu på nogen måde, og at bygge storstilede fremtidsplaner på en sådan uprøvet teknologi synes at være halsløs gerning.

Som vi tidligere har set, er der en kolossal forskning i gang vedrørende fremtidige energisystemer baseret på sol og vind. Det hele bygger på modelberegninger. Artiklen her tilføjer ikke så meget nyt, hvis man ser bort fra de vildt optimistiske fremskrivninger på omkostningerne ved teknologien. Men man savner en mere nøgtern analyse af, om de systemer overhovedet ville fungere i virkelighedens Verden, med virkelighedens vejr (sol og vind) og de store variationer fra år til år.

Så nej, fremtidens vedvarende energi bliver ikke billigere end den fossilt baserede forsyning, vi har nu, og efter al sandsynlighed vil den slet ikke virke.