Power to X i problemer

Teknologisk Institut har sammen med en række andre offentlige rådgivende institutioner gennemført en analyse af udsigterne for at etablere Power to X (PtX)-produktion i stor stil i Danmark. Ambitionerne i den politiske planlægning fejler ikke noget, man taler om at ville installere 4-6 GW (gigawatt) elektrolysekapacitet inden 2030 – og det endda ”på markedsvilkår”. Analysen her er baseret på en rundspørge blandt et stort antal ”aktører” inden for området. Aktører er her defineret bredt, man har identificeret i alt 326 ”mulige PtX-aktører”. Inden læseren nu går i chok ved tanken om, at der skal bygges 326 PtX-anlæg i Danmark inden 2030, skal vi skynde os at gøre opmærksom på at:

Virksomhederne repræsenterer således leverandører af energi og råstoffer samt teknologi og udstyr, producenter af grønne brændsler og andre PtX-produkter samt distributører og aftagere af PtX-produkter. Rådgivere mv er også en del af værdikæden.

111 svar indløb, og fig. 1 viser de pgl. typer af organisationer og antallet af hver, der svarede. Det er jo en blandet landhandel.

Fig. 2 viser, hvor sandsynligt virksomhederne anser det for at være, at vi når de 4-6 GW elektrolysekapacitet inden 2030. Det anser de åbenlyst ikke for ret sandsynligt.

Til gengæld skal vi ikke ret mange år længere frem i tiden, før målet nås, det fremgår af fig. 3. Allerede i 2035 eller før har vi nået målet, mener over halvdelen af svarene.

Rapporten fortæller, at flertallet af de adspurgte mener, at PtX vil være konkurrencedygtig med fossile brændstoffer i 2030. Det er jo en bemærkelsesværdig optimisme, der lægges for dagen her, og den modsiges da også af nogle af de efterfølgende passager:

Udvikling af et nyt produktionssystem og marked for PtX-produkter som brint, metanol, ammoniak går i langsommere tempo end ambitionerne. Derfor er det værdifuldt at identificere barriererne for denne omstilling. Nogle af de grundlæggende PtX-teknologier, som elektrolyse og katalyse, er kendte teknologier, som nu skal indgå i industriel produktion. Forudsætningen for at nå hertil er opbygning af storskala industriel PtX-produktion, men også udvikling af forsyningskæder for grøn strøm og en infrastruktur for salg og distribution samt politiske tiltag for regulering af dette nye marked.

Blandt PtX-eksperter kan man høre, at PtX bygger på kendt eller moden teknologi. Det er dog ikke ensbetydende med, at PtX-teknologier er på et teknologisk modenhedsniveau, hvor de umiddelbart kan danne grundlag for en egentlig industriel produktion i storskala.

Rapporten definerer fire teknologiske områder, hvor der spørges, om de udgør en teknologisk udfordring. Svarene fremgår af fig. 4, hvor vi ser, at i over halvdelen af svarene mener man at alle fire områder i ”meget høj grad” eller ”i høj grad” udgør barrierer. Herom skriver rapporten:

Af PtX-virksomhederne finder 2/3, at skalering af produktion er en afgørende barriere. Dette udgør ikke bare en ”simpel” opskalering, idet elektrolyse – fremstilling af brint – og produktion af grønne brændsler ved katalysatorer og processer med højere konverteringseffektivitet endnu ikke har en tilstrækkelig effektivitet.

Man husker endda, at sol og vind ikke er stabile kilder til strøm:

PtX har også koblinger til det øvrige energisystem, som fordrer den teknologiske udvikling. Dette handler bl.a. om kobling til den grønne elektricitetsproduktion, som kan være fluktuerende, da strømproducerer ved sol og vind er afhængig af vind og vejr. Endelig er der også overskudsvarme fra elektrolyse, som bør nyttiggøres til opvarmning (fjernvarme) samt distribution af brint til forbrug eller videreforarbejdning.

Det bekymrer en del, at udbygningen med vindmøller ser ud til at være gået i stå, i 2023 blev der således stort set ikke opstillet en eneste ny mølle i Danmark. Så der er meget langt til de 4-6 GW strøm, som 2030-planerne foreskriver. Hertil kommer mulige problemer med at skaffe CO₂, hvis man skal fremstille metanol eller lignende brændstoffer. Her er man i konkurrence med de kræfter, der arbejder på at deponere CO₂-en i undergrunden:

Sagt på en anden måde; den egentlige værdikæde for PtX – dvs. råvarer i form af grøn strøm og CO₂, den egentlige produktion af PtX-produkter … og distribution og lagring – er en godt stykke vej fra at være på plads. Og løses disse problemer ikke, fx med adgang til grøn, konkurrencedygtig strøm, vil implementering af PtX-produktion i Danmark nok være ganske udfordret.

Der skal jo rejses masser af penge til investeringerne, og her lurer usikkerheden også:

Adgang til kapital fremstår som en mindre barriere, så kapitalen er der åbenbart, men investeringsvilligheden udfordres af usikkerhed ift. en driftssikker PtX-værdikæde og af om PtX-produkter kan være konkurrencedygtige i forhold til tilsvarende fossile produkter. Er disse usikkerheder i forbindelse med en endelig investeringsslutning stadig til stede, kan investeringsvilligheden aftage og dermed vanskeliggøre adgangen til kapital.

Samlet giver 60 procent udtryk for, at forretningsmodellen i øjeblikket er ufærdig. Sagt på en anden måde er det uklart, om det bliver muligt at tjene penge på at fremstille PtX-produkter. Når et muligt forretningsmæssigt afkast er usikkert, vil dette alt andet lige hæmme interessen for at investere i PtX.

Alle ædruelige beregninger viser, at den fremstillede brint og – endnu værre – metanol vil være meget langt fra at være konkurrencedygtige med fossilt fremstillede udgaver. Herom er der i svarene en del kommentarer:

”Der er behov for at styrke efterspørgselssiden af de grønne, flydende kulstofholdige brændstoffer for at realisere etableringen af 4-6 GW grundet stort brintforbrug i processen (eksempelvis højere fortrængningskrav, krav til sustainable aviation fuel (SAF) og marine fuel samt støtte til projekter, da de ikke er kommercielle endnu). Altså der er behov for at støtte brint-aftagersiden for at realisere den danske PtX-produktion. Derudover er etablering af den nationale brintinfrastruktur naturligvis også yderst presserende”.

Nu kan vi genkende billedet. Det offentlige skal ind med støtte eller tvang, for at få de alt for dyre brændstoffer solgt.

Men alt i alt mangler der meget, før vi kan realisere drømmene, hvilket fremgår af fig. 5. Igen fremhæves det, at der mangler strøm, men også både infrastruktur, ”grøn CO₂” og teknologi, før vi kan nå i mål. Mht. infrastrukturen er det jo håbet om, at det offentlige (her Energinet) bygger brintrørledninger og tanke m.v. til håndtering og videretransport.

Rapporten vender tilbage til spørgsmålet om teknologien:

For at investere i PtX og dermed nå egne forretningsmæssige mål må teknologien tillige være til stede. Det bliver ofte fremført, at PtX-teknologierne er kendte. Men i og med at 46 procent af PtX-virksomhederne tilkendegiver, at teknologien skal færdigudvikles for at man kan nå egne forretningsmæssige mål, er teknologiudvikling tydeligvis også et centralt fokusområde, om end der ikke kan ses bort fra betydningen af adgang til grøn strøm og de samfundsmæssige rammevilkår i øvrigt.

Det fører så rapporten over i det, der vist er det egentlige ærinde. Hvordan kan de rådgivende institutioner medvirke til at løse alle problemerne, der er nævnt her? Der øjnes åbenlyst gyldne forretningsmuligheder.

Men rapporten kaster alligevel en del lys på PtX-drømmenes totale mangel på realiteter. Vi har ikke teknologien, vi har ikke strømmen, og produkterne bliver ikke konkurrencedygtige

Under de omstændigheder er det naturligvis halsløs gerning at forsøge at bygge PtX-fabrikker med en kapacitet på 4-6 GW inden 2030. Vi har tidligere fået oplyst en pris på 60 milliarder kr. for et anlæg på 2 GW elektrolysekapacitet. De 4-6 GW vil således koste 120-180 milliarder, men hertil kommer alle udgifterne til vindmøller og hele den nødvendige infrastruktur til strøm, brint, CO₂ osv.

Det bliver kolossale investeringer og med den teknologiske usikkerhed, der hersker vedr. de fleste af delprocesserne, er det naturligvis groft uforsvarligt at bygge 2-3 kæmpefabrikker på én gang. Tænk hvis det viser sig, at teknologien har alvorlige problemer, ja så vil de ikke ramme kun én fabrik, men 2-3 stykker – og alle pengene kan ende med at være spildt.

Et uafklaret spørgsmål er håndteringen af variationerne i strømforsyningen fra sol og vind. Over året leverer f.eks. havvindmøller 40-50% af deres kapacitet. Dvs. at 2 GW vindmøller leverer maks. 1 GW i gennemsnit. Men hvis vores PtX-anlæg skal kunne udnytte al strømmen fra møllerne, skal den have en elektrolysekapacitet på de 2 GW, og anlægget kommer således kun til at fremstille brint svarende til under halvdelen af kapaciteten i gennemsnit over året. Det fordyrer jo prisen pr. kg voldsomt.

Og så er der jo lige spørgsmålet om det teknisk overhovedet kan lade sig gøre at producere PtX på variabel strøm…

Oven i alle de tekniske vanskeligheder kommer prisen på den grønne brint eller de afledte brændstoffer. Realistisk set skal man nu regne med en pris på elektricitet fra havvind på omkring 1 krone pr. kWh. Med den pris ryger omkostningen til brinten op over 50 kr./kg, også selvom man ser helt bort fra renter og afskrivninger på PtX-anlægget + alle de øvrige driftsudgifter. Brint fremstilles i dag ud fra naturgas og koster 6-7 kr./kg. Hvordan kan det her blive ”konkurrencedygtigt”?