I den lille serie om brint og Power to X var behandlingen af PtX fokuseret på planerne ved Esbjerg og omegn. I den forbindelse var der flere, der efterlyste en omtale af de store visioner for et tilsvarende anlæg ved Ringkøbing. Det viser sig på mange måder at være en bemærkelsesværdig historie.
Planen i korthed er at etablere et anlæg med en elektrolysekapacitet til brint på 2 GW. Strømmen skal (i princippet) komme fra en tilknyttet havvindmøllepark på 2 GW og dertil en stribe landmøller og solceller, i alt skal forsyningen være på 4 GW. Anlægget skal ikke primært levere brint, men derimod brændstoffer, vist nok især metanol. Man skulle være i stand til at producere mere end 1 million tons brændstoffer pr. år. Investeringen bliver på svimlende 60 milliarder kroner.
Fabrikken vil medføre 300-500 nye arbejdspladser og der vil være 1 TWh varme til rådighed for fjernvarme.
Bag projektet står endnu en investeringsformidler (vi hørte om CIP sidst), GreenGo, der på sin hjemmeside nævner, at selve investeringen vil blive foretaget af GreenGo’s investorer og partnere. Ligesom det gælder CIP, har GreenGo således ikke egne penge i spil.
Ifølge GreenGo er der to rådgivere på opgaven, dels COWI, dels et arkitektfirma fra Aarhus, Arkitema. Sidstnævnte har allerede skabt et lækkert design, hvor fabrikken er omgivet af grønne volde og er udstyret med en futuristisk administrationsbygning, se fig. 1.
Projektet blev annonceret i januar og er blevet flittigt omtalt i en lang række medier. Ingen af disse har dog følt trang til at spørge ind til planerne, men har nøjedes med at gengive GreenGo’s oplysninger fra meddelelsen.
Men man bliver jo lidt nysgerrig efter at se, hvordan man har tænkt sig at håndtere sagen, især med den variable strøm fra sol og vind. Det oplyses, at de 4 GW sol og vind til sammen vil yde 11,5 terawatt-timer (TWh) strøm. Hvis vi nu antager, at der er 1 GW solceller, bliver kapacitetsudnyttelserne ca. 12 % for solcellerne og 40 % for vindmøllerne, hvilket passer meget godt med den foreliggende kombination af land- og havvind. Det oplyses endvidere, at man regner med, at anlægget kan udnytte 85 % af denne mængde strøm, svarende til knap 10 TWh.
GreenGo skriver:
En nøgleforudsætning for konkurrencedygtige P2X-projekter, ud over kravet om en vis størrelse, er kontrol over den vedvarende energi i tilstrækkelige mængder og med den rigtige pris. Det er samtidigt afgørende, at den vedvarende energiproduktion er jævnt fordelt over året, således at elektrolysen kører optimalt med en høj konstant kapacitetsfaktor. Det kræver den rette kombination af sol- og vindenergi.
Vi må således forstå, at GreenGo forventer en stabil og jævn forsyning til anlægget fra solcellerne og vindmøllerne. Det vender vi tilbage til.
GreenGo gør ikke meget ud af at beskrive, hvad det er for brændstoffer, der skal produceres, kun i et citat fra et medlem af Ringkøbing Byråd nævnes det, at produktet er metanol. De artikler, der refererer nyheden holder sig imidlertid ikke tilbage. Eksempel:
Hvert år vil 4 GW sol- og vindenergi ved hjælp af elektrolyse blive omdannet til en million tons grønne brændstoffer til lastbiler, skibe og fly på et anlæg med en elektrolysekapacitet på 2 GW.
Anlægget placeres i forbindelse med en stor transformerstation og knudepunkt for elforsyningen i hele Vestjylland. Der er meget, der tyder på, at fabrikken vil blive koblet op på det offentlige net. Herom skriver COWI, rådgiveren, ganske forblommet:
Netop den udvalgte lokation i Ringkøbing-Skjern Kommune nyder godt af komplementære sol- og vindproduktionsprofiler, som øger muligheden for at balancere driften af elektrolysen, så den kører optimalt året rundt. Og så er der store fordele ved at ligge tæt op ad et stort knudepunkt i elnettet.
Her kan man nemlig håndtere og balancere de store energimængder og overproduktion på solrige dage med blæst, men man kan også have et alternativ til den planlagte strategi omkring brug af såkaldte direkte linjer, hvor al produktionen fra de tilhørende sol- og vindparker føres direkte elektrolyseanlægget.
”Håndtere” og ”balancere”, det lyder som om, at anlægget skal have en hjælpende hånd – og det får det også hårdt brug for.
Der er ikke megen tvivl om, at anlægget skal producere metanol. Kigger man på fig. 1, kan man se, at der er tanke til CO2, den skal jo importeres udefra, måske fra et nærliggende kraftværk. Med de til rådighed værende mængder strøm kan man se, at anlægget i teorien kan producere godt 900.000 tons metanol om året, det kan man jo godt i reklameøjemed runde op til en million. Molvægten af CO2 er som bekendt større end metanols, så til produktionen skal der som minimum bringes 1.250.000 tons CO2 til anlægget hvert år.
Men hvad nu hvis man ønsker at fremstille andet end metanol, f.eks. benzin? Bilfirmaet Porsche har talt meget om at fremstille ”grøn” benzin fra vindmøllestrøm og CO2. De har bygget et anlæg i det sydlige Chile, hvor det blæser meget. CO2-en opsamles fra luften lokalt. Fabrikken fremstiller i første omgang metanol, og fra metanol kan man forholdsvis let komme videre til benzin og lignende stoffer. Det er faktisk en gammelkendt teknik, fra 1970-erne, den skulle den gang bl.a. fungere som en alternativ vej til fremstilling af benzin og diesel, hvis importen fra Mellemøsten blev for besværlig. Metanolen fremstilledes på basis af kul og vanddamp, og næste trin var så omdannelsen til de øvrige brændstoffer. Det teoretiske energitab er kun ca. 10% (yderligere oven i de 50 % der gik tabt ved metanolfremstillingen fra vindmøllestrøm). Fig. 2 viser et diagram over processen.
Det er en dyr fornøjelse. Porsche selv regner med, at deres e-benzin vil koste 75 kr. pr. liter i starten, men senere håber man at kunne komme ned på ca. 14 kr. pr. liter. Det er i rene produktionsomkostninger og kan ikke sammenligne med danske priser på tankstationen, hvor transport, skat, afgifter og moms kommer oveni. De 14 kr. er optimistisk men betyder alligevel, at benzinen aldrig bliver konkurrencedygtig med almindelig benzin. Det problem skal til evighed håndteres enten ved statsstøtte eller tårnhøje CO2-afgifter. Uanset hvad, bliver vi alle fattigere.
Men hvordan kommer vores 2GW fabrik til at køre? Vi så allerede i tilfældet Esbjerg, at man næppe kan forvente nogen særligt stabil elforsyning fra solcellerne og vindmøllerne. Fig. 3 viser tal for hele landet i 2022 omregnet til hhv. 3 GW for vind og 1 GW for sol. Den årlige totale mængde strøm leveret passer meget godt med de forventede 11,5 TWh.
I Esbjerg satser man på at elektrolysen kan køre meget fleksibelt og håndtere den svingende strøm fra vind og sol. Det kan metanolprocessen til gengæld ikke, og de forskellige andre funktioner på sådan en fabrik skal også have en stabil forsyning. Hovedparten af strømforbruget er elektrolysen, men lad os for nemheds skyld antage, at 10 % af strømmen går til de andre processer, dvs. 200 MW. På fig. 4 ser vi, hvor godt det går med at levere 200 MW stabilt fra de 4 GW sol og vind:
Fig. 5 viser det samme som fig. 4, men blot for et kortere tidsinterval i februar-marts.
Man ser, at selv denne beskedne opgave kan de 4 GW sol og vind ikke dække 100%, så hjælp udefra er helt nødvendig. Til gengæld drejer det sig ikke om så store mængder elektricitet, der skal komme fra nettet, så det bør være en realistisk opgave for den nationale elforsyning.
Fig. 6 viser så den mængde strøm, der er til overs til elektrolysen. Det ser til gengæld noget vanskeligt ud, der vil blive stillet enorme krav til elektrolysens fleksibilitet.
Fig. 7 viser så det samme udsnit i tid som vist på fig. 5:
Man ser, at der kun sjældent er strøm nok til, at elektrolyseanlægget kan køre på sin kapacitet, de 2 GW. Det betyder i sig selv ikke så meget, fordi de 2 GW repræsenterer en overkapacitet i forhold til den planlagte produktion. Men over hele året leverer de 4 GW vindmøller og solceller kun lige nok strøm til, at man kan fremstille den ønskede mængde brint, og derfor er det problematisk med de perioder, hvor der er mere end 2 GW til rådighed, ligesom man ikke rigtigt kan tillade sig at afstille elektrolysen i perioderne med meget mindre strøm (<500 MW).
Men uanset hvad, er det et åbent spørgsmål om elektrolysen, selv på egen hånd, overhovedet kan bringes til at fungere fornuftigt på sådan en strømforsyning. Kemisk industri virker normalt kun under meget stabile driftsforhold, og den skal have konstant strøm hele tiden. Det har vi bare ikke i Ringkøbing, og det eneste, der kan redde projektet, er livlinen til det offentlige fællesnet. Men så betyder det igen, at det bliver de almindelige kraftværker og import fra Norge eller måske Tyskland, der skal udjævne strømforsyningen, og den vej kan vi ikke satse på, hvis vi voldsomt har udbygget vores produktion fra sol og vind, samt forbruget.
Man kan jo undre sig over, at et velrennomeret foretagende som COWI hopper med på vognen og grundlæggende hævder at “det går nok”. Det går slet ikke.
Om GreenGo alligevel får lokket tilstrækkeligt med investorer i gyngen, vil tiden vise. Men anlægget kan aldrig ende som andet end udgifter og tab, for investorerne, staten og skatteyderne.
Danish
Der mangler en graf over det daglige behov for energi henover et døgn.
I mangel af bedre, er her en lignende graf fra Frankrig https://youtu.be/gF9kkB0UWYQ?t=289
Men det sådan en graf blot viser, er at der næsten konstant behov, og så to spidsbelastninger.
Så målet med PtX må være, at spidsbelastninger skal dækkes af brint i tanke eller strøm i batterier? Det vil kræve nogle meget store tanke og batterier. Plus der til sol og vind-anlæg til at fylde tanke og batterier, hvilket vel næmest vil kræve hele Danmark dækket af solceller og vindmøller.
Nu var der jo her tale om, at anlæggets egne solceller og vindmøller alene skulle levere strømmen til PtX-produktionen. En kemisk fabrik vil helst have en fuldstændigt stabil strømforsyning (her på de 2 GW) døgnet rundt, året rundt. Hvad det nationale forbrug måtte være ved siden af, er sådan set ikke relevant her.
Det vil nok tage noget tid endnu, før de finder en løsning på økonomisk elektrolyse men det vil helt sikkert komme.
Jeg husker at jeg som dreng af og til lavede elektrolyse i et par glas på hovedet på en tallerken,
der var det materialerne (elektroder) der gik i opløsning og fyldte vandet med plummer.
Der kom et glas brint der kunne sige FUT og et lidt mindre glas ilt som kunne få en tændstik til at brænde hurtigt.
Så ud fra de små eksperimenter kan man se at det store anlæg er en kompliceret sag, som vi må ofre en god sjat tålmodighed på.
J. O. P.
Når den kemiske reaktor i Power to X skal køre ved jævn belastning, skal hydrogenflowet selvfølgelig også være jævnt. Derfor er det nødvendigt at supplere elektrolyseanlægget med meget store beholdere med hydrogen ved 200 bar eller mere. Er det ikke der skoen trykker, at ingen ønsker at have en “brintbombe” i nærheden?
Supplerende til min tidligere kommentar erfarer jeg nu at Klimarådet har i deres seneste statusrapport advaret mod den danske satsning på biomasse, hvor der stilles spørgsmål til om Danmarks høje og voksende forbrug af biomasse til produktion af energi er højere, end »hvad der er klimamæssigt velbegrundet og langsigtet bæredygtigt«, hedder det. Det noteres at vi bliver efter alt at dømme nødt til arbejde på at mindske afbrændingen af den omstridte, men på papiret ofte grønne energiform.
I statusrapporten efterlyses også en større indsats på at fremme CO2 lagring i undergrunden, hvilket jeg i mit tidligere indlæg gjorde rede for var i stærk modstrid med de aktuelle planer om PtX, som snarere vil medføre at opsamlet CO2 bliver en værdifuld råvare. At Danmark satser voldsomt på en meget betydelig PtX produktion fremgår af Energistyrelsens rapport af 5. jan. 2023 “Analyseforudsætninger” for 2022 til Energinet” (se også Debatindlæg af Søren Hansen 31. jan. 2023.
Hvor forestiller man sig at den nødvendige CO2 til fremstilling af betydelige mængder PtX skal komme fra !
Er der noget jeg ikke forstår – eller hænger tingene simpelthen ikke sammen ?
Power to X bliver aldrig til noget stort – i hvert fald ikke så længe den skal være baseret på sol og vind. Lars Schernikau har foretaget nogle beregninger over de sandfærdige tal for tilbagebetalingen af energien ved forskellige løsninger. Her skal man for vind og sol medregne hele fremstillingskæden, fra udvinding af råstofferne til materialerne, bygning, transport og montage på stedet. Denne tilbagebetaling er med fossile kraftværker som backup allerede ret lav for vind og især for sol, og hvis man i stedet kombinerer den med lagring, f.eks. batterier, når man ned på, at man rent energimæssigt lige så godt kunne lade være. Endnu værre bliver det med Power to X, baseret på CO2- opsamlet fra skorstene eller luften. Det kan slet ikke svare sig på nogen måde.
I morgen kommer der en nærmere omtale af Klimarådets seneste rapport – der er ret rystende læsning.
Ved at søge lidt på nettet og regne lidt på sagerne kommer jeg frem til at for at dække Danmarks årlige forbrug af benzin og diesel på ca. 6 mil. cu m. skal der anvendes 11 mil. ton methanol under forudsætning af at virkningsgraden er den samme ved drift på methanol.
For at fremstille denne mængde skal der leveres ca. 14 mil. ton CO2, hvilket vil svare til ca. 9 mil. ton cellulose. Forudsættes at tørt træ kan beskrives som ren cellulose og regnes med et vandindhold på 25 % svarer de 9 mil. til 12 mil. ton træ. Forudsættes yderligere at et carbon capture anlæg kan opfange 90 % af røggassens CO2 fås et samlet forbrug af træ til ca. 13 mil. ton.
I 2019 er oplyst at Ørsteds fire værker i Fredericia (Skærbækværket), Herning, Studstrup og Avedøre brændte i gennemsnit 6.000 ton træpiller og træflis af om dagen, hvilket svarer til ca. 2,2 mil. ton træ om året.
Set i det lys tror jeg ikke vi her i Danmark behøver at tænke på at pumpe opsamlet CO2 ned i undergrunden. Opsamlet CO2 bliver nærmere en værdifuld råvare. I dag regnes “bæredygtig” afbrænding af træ som CO2 neutralt, hvorfor opsamlet CO2 til efterfølgende brændstofproduktion må formodes heller ikke at belaste CO2 regnskabet når dette sidenhen forbrændes. Hvis EU en dag ikke længere kan opretholde illusionen om at afbrænding af “bæredygtigt” træ ikke udleder CO2, vil hele dette cirkus bryde sammen og sende en “lammer” til Danmarks CO2 målsætning.
ad figur 1: Noget af en imponator – fuldt konfigureret med ‘watch tower’ (overvågning eller udsigt?) og ‘vertical farming’! 🙂
Tak for det Søren.
Du skal ikke undre dig over Cowi. De skriver altid den konklusion, som kunden ønsker.