Aabenraa Kommune har kastet sig ud i en storstilet satsning på udbygningen med vedvarende energi. Store arealer i kommunen skal dækkes med solceller, og i skrivende stund er der allerede projekter på tegnebrættet med en samlet kapacitet på ca. 2 GW. Det er jo ca. det halve af hele Danmarks gennemsnitsforbrug, så når alle solcellerne er sat op, vil Aabenraa en solrig sommerdag kunne levere 50 % af det danske forbrug. Men samme nat kan de naturligvis ikke levere noget som helst. Fig. 1 viser den forventede produktion fra kapaciteten på de 2 GW over hele året. Man bemærker igen den meget store forskel mellem sommer- og vintermånederne, om vinteren giver solenergien ikke meget udbytte på vore breddegrader.
Et af de fremtidige solcelleprojekter skal placeres ved Hjolderup vest for Aabenraa. Her er der planer om en kapacitet på 300 MW og som der står i pressemeddelelsen, vil det være nok til at forsyne 75.000 husstande med el. Det er jo et regnestykke, der fremkommer ved at sige, at hver husstand bruger ca. 4500 kWh pr. år. Det svarer til et årligt forbrug på 338 GWh. 300 MW kørende døgnet rundt, året rundt, svarer til 300 x 8760 = 2.628.000 MWh eller 2628 GWh. Udbyttet af solceller på årsbasis er nok omkring 13 %, så i alt får vi ca. 340 GWh, svarende til ovennævnte forbrug.
Men desværre vil produktionen fra solcellerne jo ikke matche forbruget time for time (for slet ikke at tale om sekund for sekund, som i realiteten kræves i en elforsyning). Fig. 2 viser situationen over 3 uger i maj-juni. Man ser, hvordan forbruget svinger omkring et relativt snævert interval, mens solcellerne hver dag når op på at give alt for meget om dagen og ingenting om natten.
Om vinteren vil det være endnu værre, se fig. 3. Her er der kun nogle få dage, hvor solcellerne når op på niveau med forbruget. Resten af tiden leverer de slet ikke nok, hverken dag eller nat.
Så, alt i alt, hvis de 75.000 husstande skal have stabil strøm i stikkontakterne, kræver det massiv backup til at udjævne solcellernes produktion.
Et yderligere problem med en enkelt solcellepark er, at den er følsom over for skyer, der kommer og går. De kan let kaste skygge over hele parken på én gang og så falder produktionen af elektricitet voldsomt, som vist på fig. 4. I den situation skal man have en meget hurtigt reagerende backup-kilde, der kan udjævne de svingninger.
Hjolderup-projektet udmærker sig imidlertid ved ikke bare at være endnu en solcellepark, selskabet bag investeringen ønsker at opføre et Power to X-anlæg, der skal få strøm fra solcellerne og producere ”grøn” metanol. Der er opstillet et sæt specifikationer for projektet, se tabel 1.
Produktionen bliver baseret på brint fremstillet ved elektrolyse på anlægget. Den anden bestanddel, CO2, vil man opfange på et biomasse-fyret kraftværk i nærheden og køre til med tankvogne. Der vil være et lager på anlægget til CO2, nok til et par dages forbrug.
Brint og CO2 reagerer med hinanden i en reaktor og resultatet er en blanding af metanol og vand. Vandet skal efterfølgende skilles fra ved destillation.
Interessant nok er der ikke planlagt noget lager til brinten. Det er dyrt at etablere, og ved altid at lade elektrolysen køre samtidigt med metanolfremstillingen, kan man bruge overskudsvarmen fra sidstnævnte proces til at gøre elektrolysen mere effektiv. Fig. 5 viser et primitivt diagram over processen.
Ulempen ved den løsning er, at man kommer til at stå med et temmelig kompliceret anlæg, hvor flere processer skal ske samtidig. For at det lykkes, skal man have en meget stabil drift, med så få starter og stop som muligt. Ved en sådan proces vil elforbruget være meget tæt på konstant – ifølge beskrivelsen ca. 54 MW – døgnet rundt, hvilket harmonerer temmelig dårligt med produktionen fra et solcelleanlæg, se fig. 6.
Og det er her, Hjolderup-anlægget bliver interessant. Det skal nemlig slet ikke køre på strømmen fra solcellerne alene, det skal kobles op til det generelle elnet i Jylland, der skal sikre den stabile strømforsyning til anlægget. Det bliver altså ikke nødvendigvis grøn strøm alt sammen.
Man bliver så nysgerrig efter at finde ud af, hvor meget af anlæggets forbrug, der rent faktisk vil komme fra solenergien. Fig. 7 viser samme dage som fig. 6, men denne gang kan man se, hvor meget af strømmen, der kommer ind fra nettet, og hvor meget, der bruges direkte fra solcellerne. Fig. 6 og 7 er fra en periode i starten af februar, her ser det, mildt sagt, ikke godt ud. Langt størstedelen af strømmen kommer fra nettet.
I juni måned ser det noget bedre ud, som vist på fig. 8, men hver nat skal nettet selvfølgeligt stadigvæk træde til med strøm til processen. Som nævnt ovenfor kan der ikke blive tale om at stoppe og starte anlægget hver dag i takt med solens gang på himlen. Det vil aldrig give den stabile drift, som et sådant anlæg kræver. I beskrivelsen er det anført, at anlægget kun skal køre i ca. 73 % af tiden. I kemisk industri vil man typisk have nogle stop i løbet af året til vedligehold, rengøring osv. Men man vil altid ønske relativt langvarige stop men til gengæld få af dem hen gennem året.
Fordelingen af forbruget mellem strøm fra nettet og strøm fra solcellerne afhænger af, hvad man vælger af forudsætninger om stoppene, men de fleste scenarier vil ende med en fordeling, der siger ca. 60 % af strømmen fra nettet og 40 % fra solcellerne.
Det er oplyst, at anlægget i alt forventes at bruge 330 GWh om året til metanolfremstillingen, og yderligere 34 GWh til opsamlingen af CO2 andetsteds, i alt 364 GWh. 60 % af dette tal er så knap 220 GWh.
Vores metanolproduktion har således i alt medført et årligt forbrug af strøm fra nettet på de ca. 220 GWh. De 32.000 tons metanol, vi får fremstillet hvert år, har en brændværdi (energiindhold) på ca. 200 GWh. Vi har således brugt mere energi i form af strøm udefra, end vi fik ud af produktionen, selvom den er etableret klods op ad solcelleparken.
Men det bliver værre endnu. Man har jo talt om, at metanol – eller andre former for Power to X – kunne bruges i kraftværker som backup til sol og vinds elproduktion. Formålet ville netop være, at udjævne svingningerne i produktionen. Bruger vi nu vores metanol til elfremstilling, må vi regne med et tab på ca. 50 %, dvs. de 200 GWh bliver til 100 GWh strøm.
Vi har således tappet nettet for 220 GWh og kan levere 100 tilbage. I 2021 var Danmarks CO2-udslip fra elproduktionen 117 g CO2 / kWh. Ovenstående tab (120 GWh) giver derfor anledning til et netto CO2-udslip på 14.000 tons/år.
Det nye Power to X-anlæg giver således et mérudslip på 14.000 tons CO2 om året. Hvis vi stopper anlægget permanent, kan vi nedsætte Danmarks udledninger med de 14.000 tons.
Det er vist bedre at lade være med at bygge det anlæg!
Danish
Søren, det er virkelig en tragikomisk molbo-energihistorie denne her. Superinteressant læsning som offentligheden bør få kendskab til.
Du skriver “I 2021 var Danmarks CO2-udslip fra elproduktionen 117 g CO2 / kWh.” som jeg ikke lige kunne genkende, da jeg mente at kunne huske, at CO2 udledningen er noget større.
Jeg finder tallet 117 g CO2/kWh fra dansk elproduktion i 2020 på Energinets hjemmeside https://energinet.dk/Om-nyheder/Nyheder/2021/05/31/Den-danske-elproduktion-var-rekord-groen-i-2020. Så skulle man tro, at man kunne finde produktionstallet på Energinets hjemmeside, men jeg kan kun finde forbrugstallene.
Tal om elproduktionen skal man finde på Energistyrelsens hjemmeside https://ens.dk/service/statistik-data-noegletal-og-kort/maanedlig-og-aarlig-energistatistik. Under afsnittet “Månedlig energistatistik” klik på link “Elforsyning” hvorved et Excel ark downloades. Åbn arket “Hele landet (Denmark)” og sum C402:C413 og få 29.111 GWh for 2020.
Endelig skal vi finde CO2 udledningen fra dansk elforsyning og her skal vi besøge Danmarks Statistik. Åbn hjemmesiden https://www.statistikbanken.dk/DRIVHUS, vælg Branche 350010, vælg Emissionstype Kuldioxid (CO2) inkl. og ekskl. biomasse, år 2020 (bemærk tallene for 2021 er der endnu ikke !). Man kan nu aflæse 7.629 Mt CO2 fra afbrænding af biomasse og 3.820 Mt CO2 eksklusive fra afbrænding af biomasse.
Dermed får vi CO2 udledningen i 2020 inkl. biomasse var (7,629 + 3,82) * 10^12 g / (29,111 * 10^9) kWh = 393 g/kWh og ekskl. biomasse 3,82 * 10^12 g / (29,111 * 10^9) kWh = 131 g/kWh.
Så udledningen fra de tabte 120 GWh er i stedet 47.160 t/år (120*393) og ikke kun 14.040 t/år (120*117).
Tak for din kommentar.
Jeg kunne ikke lige genfinde, hvor de 117 g/kWh kom fra, Energinet siger i deres Miljødeklaration, at tallet for 2021 var 136 g CO2e/kWh.
https://energinet.dk/-/media/4E8ECC6C21CE4330A0C4AF1241DF5028.pdf?la=da&hash=3CEE1C7CF6E4D71D3ADD1384696A0261B96E3F37
Om man vil tage biomassen med, åbner straks for en helt ny diskussion, som jeg ville holde ude af artiklen her. Biomasse er jo pr. definition “CO2-neutral”. Aabenraa får i øvrigt formentligt det meste af sin importerede strøm fra Tyskland og her er tallet langt over 300 g CO2/kWh.
Men det nøjagtige tal er jo helt uinteressant i denne sammenhæng. Faktum er, at PtX-anlægget vil føre til et forøget CO2-udslip og ved at vælge et meget lavt tal, er der ingen, der kan afspore debatten på tallets størrelse.
Var meningen med PtX ikke, at det primært skulle køre, når der var overskud af VE -strøm, altså strøm produceret med (stort set) ingen CO2 udledning? – Altså når vi en gang i fremtiden har udbygget vores VE substantielt? –
Og dermed giver brug af tal fra aktuelle gennemsnitlige udledninger jo absolut ingen mening. Allerede i dag ligger vi nede i størrelsesordenen 20g CO2 / kWh på blæsende dage.
Jo, det var tanken at PtX skulle køre på den overskydende strøm fra sol og vind. Problemet er bare, som nævnt i artiklen, at en kemisk proces ikke kan køre på stærkt variabel strøm, den skal have helt stabile forhold for overhovedet at fungere. Det har bagmændene i Aabenraa jo helt klart luret i og med, at de vil have deres anlæg koblet op på det ordinære elnet. Men når de gør det, har forsøget ingen værdi.
Det er nu meget sjældent, at CO2-udledningen fra den danske elforsyning er så langt nede, som du nævner. Lige i skrivende stund, her kl. 9, hvor der er godt med vind, er udledningen 120 g/kWh i følge Energinet.
Jeg har ikke forstand på denne teknologi, men, hvis det der står er korrekt, er dette jo en ny Molbohistorie, dog fra Sydjylland.
“Det er vist bedre at lade være med at bygge det anlæg!”
– mon der er en forbindelse til Apples (aflyste) projekt i samme område?:
“Apple ejer stadig den 285 hektar store grund ved transformerstation Kassø. Virksomheden havde selv købt den direkte af landmændene, men påtænker ifølge Stig Werner Isaksen at afvikle den. Aabenraa kommune har ingen interesse i selv at købe grunden, men håber at en andet datacenter vil slå sig ned.»I vores ende betyder det sådan set kun, at vi har en grund, der måske er en af de bedste grunde i verden, til det her formål. Der er god dataforbindelse, der er god adgang til elnettet og der er lavet alle de nødvendige arkæologiske undersøgelser,« siger han”
https://ing.dk/artikel/apple-trak-stikket-tide-aabenraa-aflysning-billigt-sluppet-226684
“mon der er en forbindelse til Apples (aflyste) projekt i samme område?”
– det ser ud til, at Aabenraa Kommune har været ‘hyperaktiv’ vedr. udenlandske IT-projekter:
“Købet glæder borgmester i Aabenraa Kommune, Thomas Andresen (V).
– Det passer jo godt med vores datacenterstrategi, som blandt andet går ud på at tiltrække flere datacentre. Nu har vi både Google og SAP – desværre ikke længere Apple – og jeg er glad for, at vi fortsætter i det her spor, og at der er nogen, der interesserer sig for Aabenraa, siger han…”
https://ugeavisen.dk/aabenraa/artikel/global-virksomhed-ledte-i-hele-europa-valget-faldt-på-aabenraa
, men nu skal der åbenbart tænkes i nye baner? 😉