– Næsten…
Vi har skrevet meget om behovet for lagring af energien, hvis man baserer sin forsyning udelukkende på vind og sol. Det er undertegnede blevet klandret for, fordi det fremføres, at andre energikilder også kunne spille en rolle i en netto-nul-verden. Da Danmark imidlertid ikke har vandkraft; kernekraft er bandlyst, geotermi en død sild og vores biomasseforbrug er ubæredygtigt stort, så kommer forsyningen reelt til at skulle bæres af vindmøllerne og solcellerne.
Jo, vi har noget biomasse til rådighed, men i en netto-nul-verden vil den formentligt primært skulle bruges til at fremstille flydende brændstoffer til områder, der er umulige at elektrificere, som f.eks. luft- og skibsfart og tung transport på landevejene.
Det er altid rart at vide, at man ikke er alene i Verden, og sandelig om ikke The Royal Society i England har udgivet en rapport på 100 sider, hvor temaet netop er en energiforsyning til Storbritannien baseret på 100% sol og vind og med lagring til at sikre, at der altid er strøm i stikkontakterne. Rapporten fokuserer netop på mulighederne for denne lagring.
Man går ud fra et årligt forbrug på 570 terawatt-timer (TWh) eller 570.000 GWh. Forbruget følger over døgnet og årstiderne et typisk mønster for Storbritannien. Det er det samme, vi gør i vores analyser for Danmark. Fig. 1 viser et par eksempler fra hhv. en januar og en juni måned.
Det epokegørende ved rapporten her er imidlertid, at den kigger på produktionen fra sol og vind over ikke mindre end 37 år! Man har fået meteorologiske data for perioden 1980-2016 og via en model omregnet dem til produktion fra sol og vind.
Herved får man et meget bedre overblik over variationerne fra år til år, og det viser sig, at de er endog meget betydelige. Fig. 2 viser de årlige udsving i forskellen mellem forbruget og produktionen fra sol og vind år for år gennem de 37 år.
Rapporten undersøger mulighederne for at klare Storbritanniens elforbrug alene ved hjælp af sol og vind. Tanken er, at hvis man installerer et stort overskud af møller og solceller, så vil de måske altid producere nok. Ulempen er selvfølgeligt, at man ind i mellem så får alt for meget strøm, men den må i værste fald så bare kasseres, dvs. man må standse møllerne eller afbryde forbindelsen til solcellerne. Det viser sig, at man aldrig kommer til at forsyne mere end ca. 90% af den strøm, der er behov for, og det selv hvis man installerer den dobbelte kapacitet af sol og vind – eller mere. De sidste 10 % af tiden er der ingen sol og alt for lidt vind.
I den forbindelse kunne man så satse på import fra udlandet, men det har rapportens forfattere valgt at se bort fra, da de påpeger, at vindstille i Storbritannien ofte ledsages af vindstille i nabolandene (og solen står op og går ned nogenlunde samtidigt). Det mest forsvarlige er derfor at betragte Storbritannien som et isoleret område.
37 år kan lyde af lang tid. Men fig. 3 viser hvordan f.eks. et tidsrum på selv 23 år kunne ende med et resultat, der groft undervurderer behovet for lagring.
Forskellige løsninger til lager gennemgås, ikke mindst batterierne. Rapporten konkluderer helt klart, at batterier aldrig kunne komme til at udgøre hovedlageret, det ville blive alt for dyrt i investering. Rapporten citerer nogle tal for priserne på batterier fra NREL, det amerikanske institut for forskning i vedvarende energi, se fig. 4.
Prisen på litiumbatterier forventes her ikke at falde til mere end 200 $/kWh. Andre lagrings-løsninger er billigere, og rapporten ender med at kigge på brint og ammoniak. Sidstnævnte er måske lettere at håndtere og opbevare, men er en dyrere udvej alt i alt, og derfor når man frem til brint som løsningen.
Overskudsstrøm skal ved elektrolyse omdannes til brint, der derefter skal opbevares i underjordiske lagre i såkaldte salthorste. Dem har Storbritannien allerede nogle af i dag, de bruges til naturgas, men til brinten bliver der brug for en meget større kapacitet. Ideen er så, at når sol og vind ikke leverer tilstrækkeligt, skal brintfyrede kraftværker overtage leverancerne af strøm. Der er store energitab forbundet med turen fra strøm til brint og tilbage igen, rapporten anfører, at der kun er 41% af den oprindelige energi tilbage. Derfor indebærer løsningen, at der til dækning af forbruget på de 570 TWh skal fremstilles i alt 704 TWh strøm fra møllerne og solcellerne.
Der nævnes også noget om, at til udjævning af korttidsvariationer i produktionen fra sol og vind kan man bruge andre typer af lagre, f.eks. batterier eller trykluftlagre. Men de vil kun stå for en ganske lille del af lageropgaven.
Rapporten gennemregner forskellige scenarier med mere eller mindre overkapacitet og forskellige forhold mellem sol og vind. Det mest optimale synes at være en kapacitet på 200 GW, 100 TWh lager (hvor det årlige forbrug som nævnt er 570 TWh) og et forhold mellem vind og sol på hhv. 80 og 20%. De 100 TWh er et interessant tal, fordi det svarer til mere end 2 måneders normalt strømforbrug. Men når tallet er så stort, hænger det delvist sammen med de store variationer i sol og vind mellem årene.
Nu er sagen sådan set klar, omend rapporten er lidt bekymret for, at der evt. vil være år, der er endnu mere ugunstige rent vejrmæssigt, og der derfor bør lægges yderligere reserver ind i systemet.
Man har dog også kigget på, hvad der ville ske, hvis man byggede en vis kapacitet af kernekraft ind i systemet som grundlast. Det scenarie bliver dog hurtigt aflivet, idet man regner med en meget høj pris pr. kWh for kernekraften, der således ikke er konkurrencedygtig over for sol og vind. Hvor svært kan det være!
Rapporten regner til sidst på, hvad strømmen kommer til at koste, og ender på en investering på godt 400 milliarder engelske pund, med opstart af hele anlægget i 2040. Det skulle give en strømpris på omkring 120 £/MWh, omregnet til danske priser ca. en krone pr. kWh. Det er så uden nettarif, afgifter, moms m.v., så helt billigt er det nok ikke. På den anden side kan man sige, at det heller ikke er helt uden for rækkevidde for samfundet.
Men Francis Menton fra The Manhattan Contrarian har også læst rapporten og gør opmærksom på nogle ting, som der gås let hen over.
Reelt skal der opstilles 90 GW brintfyrede kraftværker, og der skal etableres brintrør, så de kan blive forsynet fra lagrene (der er noget geografisk sammenklumpede i Midtengland pga. de geologiske forhold). Det svarer til måske 180 stk. 500 MW-anlæg, som skal bygges og holdes køreklare konstant året rundt. De vil ikke i gennemsnit køre i så mange timer, men det er en dyr fornøjelse at bemande dem, vedligeholde dem og holde dem driftsklar.
Mentons anden anke er, at hele planen her er baseret på teknologi, der endnu ikke er eftervist i stor skala. Kan vi få brint-elektrolysen til at fungere på variabel strøm fra vind og sol, og kan brintlagrene og -kraftværkerne bringes til at virke som forudset? Hvad med de stigende investeringspriser vi ser nu med vindmøller og begyndende også med solcellerne?
Retfærdigvis skal det nævnes, at rapporten selv anbefaler, at man bygger prøveanlæg i fuld skala, men det må så siges at haste noget, hvis hele molevitten skal stå klar om kun 17 år.
I en nyligt udkommet artikel har David Turner nævnt et par yderligere svagheder ved Royal Society’s rapport. Dels er det årlige energiforbrug i 2040 sat meget lavt, lavere end i dag, trods en påtænkt voldsom elektrificering af samfundet. Det forekommer ikke at være så sandsynligt. Hertil kommer at man opererer med meget lave priser på vindmøller – især havvind, og i lyset af de seneste måneders udvikling kan man med sindsro lægge 50% på investeringspriserne her. Endvidere påpeges det, at rapporten opererer med meget optimistiske tal for udbyttet af vindmøllerne, de er givetvis urealistisk høje, og derfor skal der i praksis bruges endnu flere møller, med tilhørende større investering. Turner nævner også, at rapporten bruger det nuværende elforbrug som model for det fremtidige mht. fordeling mellem årstiderne og nat og dag. Den vil jo nok ændre sig, især hvis al opvarmning af bygninger i fremtiden skal være elektrisk, det vil give et meget større forbrug i vintermånederne sammenlignet med om sommeren.
Turner kommer pudsigt nok tilsidst ind på begrebet EROI, tilbagebetalingen af den investerede energi, og som vi har set tidligere vil den ende med at blive meget lav for systemet her, hvilket igen vil føre til relativt høje energipriser og en forarmelse af samfundet.
Sammenfattende må man konstatere, at rapporten her trods alt hører til de mere ærlige af slagsen, vore kære professorer ved Aalborg Universitet kunne nok lære ét og andet her. Men det vil nok være bedst, hvis de store planer ikke føres ud i livet, det kan kun gå galt.
Danish
https://ec.europa.eu/research-and-innovation/en/horizon-magazine/cost-climate-change-europe-could-reach-4-gdp
https://www.forbes.com/sites/roberthart/2022/10/28/heat-waves-driven-by-climate-change-have-cost-the-world-16-trillion-since-the-90s/
Det er muligt at tro, at Danmark vil være et land, der bortset fra vandstandsstigningerne pga vores placering, vil kunne tilpasse os til en del af klimaændringerne.
Men det er langt, langt fra tilfældet for verdens fattige lande, hvem skal betale for deres omstilling forårsaget af vores udledninger?
Dine kilder afslører jo, at dit budskab ikke holder vand. Der har ikke ind til nu været nogen hedebølger af betydning drevet af klimaforandringer – og de hedebølger der har været, har ikke kostet noget, der er værd at nævne – og slet ikke 16 billioner dollars. Den artikel fra Forbes er jo alarmistisk propaganda af værste skuffe.
I dagens artikel (30/10) har jeg kigget nærmere på din reference om de 16 billioner. Det er jo noget vås…
Godt med en realistisk analyse med fremskrivninger og reel information om de energiscenarier, Europa tager hul på. Man kan dog ikke direkte sammenligne UK og DK. Det er faktuelt forkert at se Danmarks elforsyning i et isolationistisk perspektiv.
Citat: Da Danmark imidlertid ikke har vandkraft; kernekraft er bandlyst, geotermi en død sild og vores biomasseforbrug er ubæredygtigt stort, så kommer forsyningen reelt til at skulle bæres af vindmøllerne og solcellerne.
Korrektion: Danmark har via det nordeuropæiske grid med faste aftaler (forsyningsselskaber, mellemstatslige osv.) vandkraft, kernekraft, kul, gas mv. som energikilder. Norge og Sverige er bl.a. ligeså afhængige af vores (overskuds)produktion af vind- og solenergi, som DK er af vandenergien. Sol og vind fungerer udmærket (også økonomisk) med overkapacitet og, som rapporten også oplyser, er overproduktion ikke kun et problem.
Geotermi har vi faktisk flere steder, trods et mislykket projekt ved Viborg , f.eks. på min egen hjemegn ved Thisted.
Citat: … områder, der er umulige at elektrificere, som f.eks. luft- og skibsfart og tung transport på landevejene.
Korrektion: Den tunge transport på landevejene kan sagtens elektrificeres … og den bliver det hen over det næste årti. Teknologien er klar og energieffektiviteten er høj. Det er ikke kun planer og forhåbninger, vi taler om. Det er produktonslinjer, robotter, samlebånd mv. der er investeret i. Batteriteknologien skifter litium-ion ud med nye billigere og sikrere teknikker. Og brancherne er jo i gang med paradigmeskiftet. Både leverandører og salgskæder lægger jo efterhånden pres på distributionsledet. Og selv med en dieselafgift, kommer den fossile transport ikke til at dække de samfundsøkonomiske omkostninger.
[Forkortet af red.]
Danmark har hidtil kunnet holde elforsyningen kørende takket være hjælpen fra Norge og Sverige. Men det vil de ikke kunne fortsætte med, hvis vi 3-dobler vores elforbrug eller mere. Sverige og Norge har reelt meget lidt ud af samarbejdet, de har strøm nok til sig selv, og integrationen i det europæiske elnet har kun betydet, at deres elpriser er steget voldsomt – hvad der er udbredt utilfredshed med, ikke mindst i Nordnorge.
Geotermi-anlægget i Thisted er DET ENESTE, der p.t. kører i DK, de andre kom enten aldrig i gang eller blev lukket efter få års drift (f.eks. det på Amager).
Og alle drømmerierne om elektrificerede lastbiler (og flyvemaskiner?), super-meget bedre batterier osv., osv. er kun fremtidsmusik. Der er masser af planer og løse hensigtserklæringer, men vi har endnu til gode at se et batteri i større skala, der bare tilnærmelsesvist kan konkurrere med litiumteknologien, ang. pris, energitæthed, vægt osv. Der er en grund til, at litium stadigvæk er totalt enerådende på markedet både til elbiler og til monsterbatterier i elforsyningen.
Ang. sidstnævnte: El-selskabet EWII har netop investeret i et 43 MWh batteri til Bornholm. Det kan holde øen kørende i en time og har kostet en kvart milliard kr. Det er over 5800 kr. pr. kWh og en pris, der stadigvæk gør batterier totalt uinteressante, hvad The Royal Society også konkluderer.
Jeg er helt enig i, at litium-batterier er både nu- og fremtid. Men du overser, at de andre mineraler (bl.a. Cobolt) allerede nu skiftes ud og at energitætheden stiger markant, samtidig med at produktionspriserne falder. Solid State teknikken er nu klar til produktion og varsler større distance og kortere ladetid. Der kører allerede nu lastbiler med 600 kWh batterier med ½ times ladetid. Det er ikke planer og ønsketænkning. Det er realiteter, som du ser på landevejen i både privatbiler og lastbiler allerede næste år.
Og bilerne kommer til at lagre en del af energispidserne. Det er slet ikke så urealistisk, som ser det.
Et 600 kWh batteri vejer 3 tons, som du så kan trække fra lastbilens nyttelast. Batteriet vil formentligt koste langt over en million kr. Det bliver en dyr fornøjelse for vognmanden.
Og det er jo tankevækkende, at da vi ikke har nogen klimakrise, har vi slet ikke brug for alt det gøgl, der p.t. arbejdes med, og som er dyrere og dårligere, end de løsninger, vi har i dag. En tankfuld flydende brændstof er det mest effektive energilager, der findes, når vi ser bort fra kerneenergi.
Der er to ting du ikke lægger nok vægt på:
1. Innovation på eltransportområdet. Læs lige lidt om hvad MAN, Volvo, Tesla mf. har gang i. Batterivægten er ikke afgørende. Det er derimod driftsomkostninger (energi, service, afskrivning, afgifter osv.).
2. Producenter og konsummarkedet, ikke mindst forbrugerne, ønsker en mere grøn og mindre forurenende transportsektor. Det er ikke kun politik og statslig regulering, der drejer hjulet her.
Selvom du afblæser klimakrisen, ændrer det ikke det store. For markedskræfterne og samfundsøkonomien som helhed er det afgørende.
[Forkortet af red.]
Det er næppe særligt mange forbrugere der for alvor ønsker grønne løsninger, hvis de viser sig at være dyrere og dårligere, end det vi har i dag. Forurening og miljø er problemer, der kan løses med vores nuværende teknologi, vi behøver ikke f.eks. elbiler til det.
“Norge og Sverige er bl.a. ligeså afhængige af vores (overskuds)produktion af vind- og solenergi, som DK er af vandenergien. Sol og vind fungerer udmærket (også økonomisk) med overkapacitet og, som rapporten også oplyser, er overproduktion ikke kun et problem”
-helt så enkelt er det nu næppe, se fx. denne artikel:
https://imgur.com/a/hFnpv2r
(Åbn billedet i nyt vindue og forstør, hvis det originale er for småt at læse).
Ideen om at afblæse klimakrisen mangler et klart og tydeligt bevis (som ikke findes). Ingen kender den præcise udvikling af jordens klima de næste årtier. Meget er til diskussion: vil Sydeuropa fortsat opleve mere og mere tørke, vil Antarktis udsættes for disintegration af dele af gletcherne, vil havstrømme ændre sig osv osv.
Selv ikke de bedste forskere har klare svar.
Jo de bedste forskere har et klart svar. Den “grønne omstilling” vil med sikkerhed koste meget mere velstand og velfærd for verdens befolkning end klimaændringerne
Der er utallige rapporter, der beregner omkostningerne for øgede temperaturer.
Hvis man tager den mest optimistiske og samtidigt udregner grøn omstilling med de sorteste briller er det nok rigtigt at det ikke kan betale sig.
Men glemt er så den enorme innovationen, der vil gavne alle, arbejdspladserne og de ekstreme risici, der fører med øgede temperaturer.
“Rapporten anfører at der kun er 41% af den oprindelige energi tilbage”
Når kraftværker har en virkningsgrad på ca. 40%, vil effektiviteten ende på må under 30%, da der må regnes 15% tab ved brintfremstilling og 15% tab ved lagring (kompression og transport)
Så 0,85 X 0,85 X 0,4 = 29% effektivitet.
Dertil tilføjes etableringsomkostninger.
Jeg tror nok, at man regner med at kraftværkerne kører på brændselsceller, de giver en højere virkningsgrad end motorer eller gasturbiner.