Tesla-fantasier

Tesla har udsendt en ny vurdering af mulighederne for at gennemføre en global grøn omstilling inden for 20 år. Alt skal fremover være elektrisk drevet, baseret på solceller og vindmøller. Kernekraften får lov til at køre videre i nuværende omfang, og det samme gælder vandkraft. Biomasse tildeles kun en lille rolle.

El-systemet skal gøres stabilt ved hjælp af lagring, en mindre mængde litiumbatterier og en meget stor kapacitet af brint, der skal fungere som sæsonlager af strøm. Hertil kommer sammenkobling mellem regionerne.

Fremgangsmåden har været modelberegninger af det amerikanske energisystem, hvor man har lagt diverse forudsætninger ind. Herefter har man ganget alle tallene med 6 for at få et resultat for hele Jorden. Det svarer meget godt til andelen af USA’s energiforbrug i dag, men rapportens ophavsfolk indrømmer, at det er en grov tilnærmelse til den globale situation, der ikke på nogen måde tager højde for fremtidig udvikling, f.eks. i form af velstandsstigning i Asien og Afrika.

Men rapportens konklusion er klokkeklar. Omstillingen til energiløsningen baseret på sol og vind vil koste Verden 10 billioner US$ over de næste 20 år, se fig. 1. Til sammenligning vil fortsat udvinding af fossile brændstoffer koste 14 billioner dollars. Så hvad er der at betænke sig på?

Man regner stort set ikke med nedskæringer i energiforbruget – og dermed levestandard, men fordi  alting bliver elektrisk, vil det primære forbrug falde til ca. det halve.

At elektrificere alting giver selvfølgeligt nogle udfordringer, men Tesla er optimistiske og regner med elektriske busser og lastbiler, fragtskibe og sågar mindre flyvemaskiner. Skibe på langfart skal ændre sejlmønster, så de hyppigere kan gå i havn og lade op. Hvordan batteridrevne fly nogensinde kommer til at virke, henstår i det uvisse.

Opvarmning af bygninger skal naturligvis være med varmepumper, det samme gælder procesvarme i industrien op til ca. 200 grader. Heroppe bliver varmepumper dog ikke så effektive, faktoren falder til 1,5 eller mindre, – hvor man vel normalt regner med ca. 3.

Højere temperaturer skal opnås ved elvarme, hvor man så f.eks. kan varme vand op til overhedet damp, eller luft op til de højeste temperaturer, der kræves. Til cement skal man således op på ca. 1500 grader, og det opnås ved at sende luften igennem et porøst (?) legeme, der har den temperatur. Rapporten har nogle forslag til materialer, der kan bruges hertil (fig. 2), men det virker stærkt teoretisk alt sammen. Håndtering af høje temperaturer, i metal- eller cementindustrien er altid en meget kompliceret sag.

Kun til lange flyvninger og nogle få andre kritiske anvendelser skal der bruges flydende brændstoffer og de skal fremstilles ud fra brint og CO₂ opfanget fra luften. Der er ikke inkluderet noget deponi af CO₂ i planerne – hvilket jo er yderst fornuftigt.

Der skal produceres enorme mængder af brint, primært til energilagring, og den forventes at blive oplagret i eksisterende underjordiske lagre, som vi f.eks. bruger til naturgas i dag. USA har tilstrækkeligt med den lagerkapacitet, omend den er skævt fordelt rent geografisk, mens der nok er større problemer i dele af resten af Verden, men det spørgsmål sparkes til hjørne.

Rapporten slutter med at præsentere en masse tal for investeringerne og for de nødvendige træk på ressourcerne, primært nøglemetaller. Her bliver det lidt uoverskueligt, men vi beroliges med, at der er råmaterialer nok til hele omstillingen.

Den brugte energimodel ligner dem, der er gængse indenfor vedvarende-energi-videnskaben, den er baseret på timetal for forsyningen fra sol og vind, samt forbruget i 4 regioner i USA. Fig. 3 viser forbruget over 4 år, opskaleret til fremtiden.

Fig. 4 viser så den tilsvarende produktion fra sol og vind i samme periode, med et udsnit på nogle få dage som eksempel. Skalaen er i kapacitetsfaktorer, og de virker meget optimistiske, især for vindens vedkommende.

Vil det hele overhovedet kunne komme til at fungere? Fig. 5 viser hvor store forbindelserne mellem regionerne skal være, og her må man straks påpege, at de ser ud til at være alt for små. I følge rapporten vil de kun kunne overføre maks. 3% af det samlede elforbrug, og al erfaring viser, at det er for lidt til at dække en situation med ringe sol og ingen vind over store geografiske områder. Men her er modeller jo trofaste, de kan godt give de ønskede resultater alligevel, og større elektriske forbindelser ville vise sig at være overordentligt dyre i investeringer.

Den samlede lagringskapacitet for brint og batterier udgør ca. 1% af det årlige forbrug. Der er gennemført mange beregninger af den nødvendige kapacitet, bl.a. her på siden. Teslas plan opererer med en betydelig overkapacitet af sol og vind, og deres produktion vil blive delvist lukket ned i perioder med fyldte lagre og et mindre forbrug – det man på engelsk kalder curtailment. Det er den eneste reelle udvej, hvis man skal undgå prohibitivt store investeringer i lagring, så det er en forudsætning for enhver løsning. Men rapporten er dog nok alt for optimistisk her, ædruelige beregninger viser, at man nok skal op omkring 3% lagerkapacitet, for at det kan sikre en stabil elforsyning året rundt.

Men kan vi virkeligt få alt det her for bare 10.000 milliarder dollars (10 billioner)?

Her er det, at rapporten er snedig. De 10 billioner dækker nemlig slet ikke alle investeringerne i solceller, vindmøller og lagring. De dækker kun investeringerne i de fabrikker, der skal producere alle tingene (inkl. en milliard elbiler + det løse). Rapporten giver ikke noget bud på investeringerne i selve systemerne og i dens mylder af tal kan det være svært at finde ud af, hvor vi står. Men tabel 1 giver et bud – efter bedste evne:

Resultatet viser en indledende investering på 40 billioner dollars, hvori de store infrastruktur-investeringer (forbindelseskabler) ikke er inkluderet. De brintfyrede elværker til backup er heller ikke synlige, samt udstyr til håndtering og transport af brinten. Men lad det ligge, til gengæld skal vi lægge Teslas 10 billioner til udstyrsfabrikkerne til, og når så op på en kølig investering på 50 billioner dollars. Med levetider på udstyret omkring 20 år, bliver der så en yderligere årlig udgift på 2-3 billioner.

Hele Teslas udregninger må betragtes som yderst optimistiske, ikke mindst mht. energitab i systemerne. Med den beskedne lagerkapacitet taget med i betragtning bliver investeringerne i realiteten ganske givet meget højere. Det er også mere end tvivlsomt, om ikke der bliver et råvareproblem i forbindelse med opbygningen af systemerne, f.eks. litium, kobber osv.

Projektet her bliver stensikkert aldrig til noget, og det er nok også det bedste for os alle.