Vi har her på siden adskillige gange forsøgt at regne på energiforsyninger, hvor solceller og vindmøller skulle stå for hovedparten af leverancerne. De kan jo ikke gøre det helt på egen hånd, selvom mange politikere åbenbart tror det. Men sol og vind svinger, solcellerne giver ikke noget hver nat, og vindmøllerne i f.eks. hele Danmark kan sagtens stå stille i dagevis pga. ringe vind. Så skal der noget andet til, noget backup.
I dag vil det meste af den backup være fossilt fyrede eller kerne-kraftværker. Visse heldige lande kan også trække på noget vandkraft og endelig er der biomassen, hvis man for enhver pris vil være fri for ”fossile” CO2-udledninger.
Det mest naturlige og nærliggende ville selvfølgeligt være batterier. De lades op, når der er overskud af el fra sol og vind, og afgiver deres energi, når det kniber med forsyningerne. De er hurtige og fleksible at regulere og kan hjælpe til med nøje at følge forbruget af strøm, hvilket jo er en afgørende ting i en moderne elforsyning. Tilmed er tabet i forbindelse med opladning og afladning af batterierne overskueligt, måske kun omkring 10%.
Der er udgivet mange rapporter og artikler, også her i Danmark, hvor det slås fast, at et system baseret primært på sol og vind sagtens kan forsyne f.eks. Danmark med ”vedvarende energi” og derved gøre os CO2-fri. Vores egne beregninger her på siden viser hver gang noget andet, der skal en umådelig batterikapacitet til for at løse backup-opgaven, og den vil være prohibitivt dyr i investering.
Men hvem har ret? Nu er der for nyligt udkommet en artikel skrevet af B. M. Fekete et al., hvor de netop vil kigge nærmere på dette spørgsmål.
De lægger ud med en gennemgang af den eksisterende litteratur og kigger på i alt 360 artikler. De kan indledningsvis konstatere, at stort set alle artiklerne kun ser på behovet for korttids-lagring af strømmen, som oftest en time eller to. Lagring til dækning af variationer i sol og vind over året eller mellem flere år, siges der ikke noget om.
De få artikler, der kigger ud over det enkelte døgn, vil så som oftest kun regne med et par dages lager, måske op til en uge, men så ikke mere. Mange af dem forventer i virkeligheden, at vi skal fortsætte med brugen af fossile brændstoffer, og så redde planeten ved at opsamle og deponere den udledte CO2. Herom skriver Fekete et al.:
Hvis det er en fremherskende mening blandt forskerne, der kigger på mulighederne for grøn omstilling, så kunne man ønske sig, at de havde været mere højlydte og tydelige for nogle årtier og adskillige billioner dollars siden, og informeret offentligheden om, at vedvarende energi ikke er bæredygtig men til stadighed vil kræve assistance fra fossile brændstoffer.
Fekete et al. vil ikke forklejne det arbejde, der er udført i forbindelse med de 360 artikler men blot konstatere, at ingen af dem for alvor anviser vejen til en fossil-fri fremtid. Faktum er jo, at når man f.eks. tilrettelægger sin undersøgelse, således at man leder efter den billigste løsning, vil batterierne aldrig vinde over et vist forbrug af kul, olie eller gas. Men så er løsningen heller ikke ”bæredygtig” for alvor.
Et andet problem med mange af artiklerne er den klassiske sammenblanding af watt og watt-timer. Hvis størrelsen på et batteri opgives til f.eks. 100 MW, så ved vi hvor meget strøm, det kan levere her og nu, men det siger ikke noget om hvor længe, det kan levere den strøm. Hertil skal vi bruge kapaciteten i MWh, og hvis det tal også er 100, så kan vores batteri kun fungere på fuld kraft i en time. Generelt er de batterier, der opstilles i dag til understøtning af elforsyningen, karakteriseret ved en pænt høj effekt, men kun lagerkapacitet til ganske få timer, 1-2 og måske maks. 4 timer, se fig. 1. Det rækker jo ikke langt, hvis man har en vindstille nat.
Formålet med Fekete et al. er nu tre ting:
- Afklare fordelen ved at installere for stor en kapacitet af sol og vind – i forhold til forbruget.
- Behovet for lagerkapacitet
- Værdien af forbindelseskabler mellem regioner
Forfatterne benytter sig af statistikker for vejret i perioden 1980-2010 med oplysninger om solskinstimer og blæst, stat for stat i USA. De oplysninger omsættes så til en beregnet produktion fra solceller og vindmøller i en passende blanding.
Man fokuserer i særlig grad på det Nordøstlige USA men regner senere om, så resultaterne dækker hele landet. En første konklusion er helt klart, at man ikke kommer igennem bare med en massiv overkapacitet af solceller og vindmøller. Selv 3-4 gange så mange, vil ikke eliminere behovet for lagerkapacitet. Det er jo også, hvad vi har konkluderet mange gange i forbindelse med Danmarks elforsyning.
En anden konklusion for Fekete et al. er imidlertid, at udsvingene fra år til år godt kan løses med en relativt beskeden overkapacitet, den behøver kun at være på nogle få procent. Det er en interessant konklusion, fordi den stemmer ikke overens med erfaringerne f.eks. fra England. Fig. 2 viser udviklingen i sol og vind fra år til år, og henover året.
Men årstidsvariationerne kan kun jævnes ud ved hjælp af lagring. Og her har forfatterne regnet sig frem til, at der netto (dvs. uden tab) skal være en lagerdækning på omkring 21% for både sol og vind. De 21% er beregnet ud fra områdets totale elforbrug. Hvis vi i Danmark har et årligt forbrug omkring 36 TWh, skal vores batteri således have en kapacitet svarende til godt 7 TWh, eller omkring 2½ måneders forbrug. Det er stort. Med den aktuelle pris på måske 4000 kr. pr. kWh vil et sådant batteri koste 28.000 milliarder kr., svarende til ca. 12 gange det årlige bruttonationalprodukt.
Når man regner på størrelsen af lageret, skal man tage med i betragtning, at der er tab ved oplagring og efterfølgende afgivelse af energien, og tager man det med i betragtning bliver ovennævnte tal omkring 24%. I de Nordøstlige stater er tallet endda højere, fordi de ikke får så meget ud af især solen, som hele USA i gennemsnit.
Undervejs har Fekete et al. nogle interessante betragtninger om solcellerne og deres arealbehov. De kan ikke stå så tæt på marken, at de dækker det hele, og reelt når man frem til, at de kan levere 7,5 watt pr. kvadratmeter mark i gennemsnit over året. Det er ikke nogen særligt hensigtsmæssig udnyttelse af pladsen.
Fekete et al. har også en kommentar til de mange LCOE-tal – ”Udjævnede omkostninger ved energien”, som cirkulerer rundt i klimalitteraturen. Her hævdes det altid, at nu er sol og vind de billigste kilder, og vil helt naturligt udkonkurrere både fossil og kernekraft. Man kan nu også se udregninger, hvor LCOE er ”justeret” for backup-omkostninger, men her er der altid tale om latterlige små beløb, idet man f.eks. kun regner med et par timers lagring.
Der tales også i branchen om geotermi eller brint til backup, men her må man se i øjnene, at de teknologier aldrig er blevet afprøvet i større skala (f.eks. for en region) og det vides ikke, om de overhovedet kan opskaleres. Så her er vi i fantasiens verden, snarere end teknologiens. Fekete et al. skriver:
Forventningen om at et enkelt eksperiment kan blive bragt op i national skala, er uden tvivl meget modigt. Forventningen om at kunne bygge brintlagre i storskala inden 2035 er lige så ambitiøst, men her indrømmer idémagerne trods alt, at sådanne systemer slet ikke findes i den skala.
Vandkraft betragtes som en meget fin vedvarende energikilde, men den er ikke helt uproblematisk. Mange steder er der langt fra ubegrænsede vandmængder til rådighed, så udbyttet afhænger af årstiden, nedbøren og andre faktorer.
Fekete et al. kigger på vandkraft og ligeledes mulighederne for at dyrke bioafgrøder, og finder, at begge dele er forholdsvis begrænsede i USA. Man finder, at realistisk set kan disse to kilder formentligt kun dække hhv. 0,2 og 0,5% af det samlede energiforbrug. De kan således slet ikke dække behovet for lagring af strømmen.
Til sidst kigger artiklen lidt på Europa, hvor man har brugt mange penge på at koble landenes elforsyninger sammen på kryds og tværs. Det har nu ikke givet den helt store forbedring i leveringssikkerheden, bl.a. fordi vindstille kan ramme meget store områder på kontinentet samtidigt.
Forfatterne skriver i deres afsluttende konklusion:
Overgangen til vedvarende grønne energisystemer baseret på sol og vind er primært drevet af de forventede katastrofer som følge af klimaforandringerne. De hurtige fald i priserne på vedvarende energikilder – primært sol og vind – har ført til en voksende optimisme med hensyn til mulighederne for en fremtid baseret 100% på vedvarende energi. Når man sammenligner priser med andre energikilder, har man for vane enten at se bort fra upålideligheden af de vedvarende kilder eller at antage, at et par timers lagring vil være tilstrækkeligt til at dække de perioder, hvor den vedvarende energi ikke leverer nok.
Måske er det på tide at ændre vores nuværende fokus på ”dekarbonisering” og bevæge os i retning af en reel fossil-fri fremtid. Det vil være en bedre løsning end at gå efter netto-nul med fortsat brug af fossile brændstoffer og derefter massiv CO2-opsamling og deponering.
Danish
Til Per Mikkelsen og alle andre der gider læse lidt om realiteterne ved solcelleparker, som selv Klaus Winther, systemansvarlig ved Energinet, ser som som en stor udfordring for et stabilt elnet, udfordringer han dog ikke troede på for tre år siden:
http://www.pfbach.dk/firma_pfb/references/pfb_drifting_clouds_cause_additional_electricity_cost_in_denmark_2023_12_15.pdf
Den løsning, der er mest lige for, og som er rentabel, er at fortsætte med planerne for udbygningen af elnettet. Det er en plan til godt 100 mia. kr. over de næste 10 år. Der er tale om nødvendig og afskrivningsfornuftig infrastruktur med meget lang levetid. Sammenkobling med større dele af det europæiske grid har stor betydning for, at VE og brugen af el som primær og effektiv energiform kan udbygges og gøres billig. Det er også hvad EU har set og vedtaget som strategi i sammenhæng med afstemt udfasning af kul og gas. Atomkraft er i sammenligning dyr og ikke mulig at implementere på kort sigt. Men udbygning og forlængelse af bestående atomkraft, f.eks. i Frankrig, giver mening.
Innovation på lagerløsninger og 4. gen. atomkraft kan på den lidt længere bane give et løft også. Men først og fremmest mere net.
Det er jo netop de myter, der kolporteres af tilhængerne af sol og vind som primære energikilder (jfr. Klimarådet). Bare vi har nok samarbejde mellem regionerne, så vil vi kunne blive dækket fuldt ud, selvom det er vindstille og nat over større områder. Og det er lige præcis, hvad der ikke kan lade sig gøre, som eftervist her:
https://klimarealisme.dk/2023/08/22/geografisk-backup/
Og en tro på, at “innovation” på batterier eller andre energilagre vil løse alle problemerne, er netop at bruge håb som strategi. Det er ikke sundt.
Søren Hansen læser nogle ting ind i min kommentar, som jeg ikke formulerer eller mener. Jeg mener ikke vi er dækket fuldt ind via sol og vind osv., og jeg mener ikke vi løser alle problemer med batterier.
Jeg ser derimod, med Klimarådet, Energinet og Folketinget i ryggen, at udbygning af VE (for Danmarks vedkommende primært sol og vind) sammen med et optimeret (og voksende) elnet i Nordeuropa får kurverne til at knække. Fra ca. 2025 vil man så småt begynde at se effekten af mere el fra VE og mindre kul og gas. I takt med et bedre mix og et bedre net sker der langsomt og sikkert en effektivisering af vores energiforbrug. Alt sammen i overensstemmelse med lovgivning og hensigter med klimalove osv.
Jeg læser med interesse de mange artikler, som Søren Hansen formidler fra den internationale klimarealisme mv. Men den pessimisme/alarmisme, som der altid er indbygget, stemmer efterhånden ikke med den europæiske virkelighed. Måske var der grund til advarsler og pessimisme i 2018 – 2020. Men nu ser man jo hvordan begyndende effektivisering via el og overgangen til elbaseret transport og opvarmning mv. gør det muligt at opnå stabilitet i en tid med et usikkert fossilmarked.
Der er ingen grund til kategoriske udtalelser og påstande. Jeg er i hvert fald ikke på det hold. Men der er grund til at se positivt på de langsomme, men sikre skridt der sker i den europæiske energiplanlægning.
Langsomme og sikre skridt mod afgrunden. Det er jo ikke noget, jeg har fundet på. Danmarks situation indtil nu har været meget speciel, fordi vi har kunnet leve på nas hos svenskerne og nordmændene. Men det bliver ikke ved med at gå godt. Ubalancerne i forsyningen bliver større og større i takt med, at der installeres flere solceller og vindmøller. Det viser alle ædruelige analyser, dvs. analyser, der ikke starter med konklusionen at “det går nok”.
Energinet og deres partnere [er] i gang med at forme fremtidens elnet i Danmark og Europa. Både Energinet og Klimarådet har præcise analyser af udbygningen og løsninger vedr. forsyningssikkerheden, selv under worst case scenarier vejrmæssigt:
https://energinet.dk/el/eltransmissionsnettet/netplanlaegning/
https://www.danskindustri.dk/vi-radgiver-dig/virksomhedsregler-og-varktojer/miljo-energi/energi/eus-energiunion/
https://energinet.dk/om-os/interessenter/eu/
https://klimaraadet.dk/sites/default/files/node/field_files/Analyse%20-%20sikker%20elforsyning%20med%20sol%20og%20vind.pdf
Modsat kan man se, at fossilmarkeder (olie, gas og kul) er volatile på en helt anden måde. Her kan svingninger give makroøkonomiske udfordringer på et helt andet niveau, end det VE-baserede elmarked.
….
Realiteterne er, at samarbejdet mellem landene i det nordlige grid fungerer med langsigtede aftaler og planlagt udbygning af net (trods politisk uro om sagen i Norge).
[Forkortet af red.]
Per, vi bliver nødt til at stoppe diskussionen her. Du bliver ved med at henvise til den samme tomme propaganda inkl. den åbenlyst fejlbehæftede rapport fra Klimarådet. Har du overhovedet læst de referencer, jeg har sendt til dig? Hvis du har, så ville det være meget bedre, hvis du brugte tiden på sagligt at imødegå argumentationen her, i stedet for blot igen at henvise til de rette skriftsteder i den religiøse propaganda.
Thank you Søren! Much good sense, as usual!
The European, including Danish, “net zero” establishments are depending, absolutely, completely (!) on P2X to keep our electricity supplies running reliably and cheaply when the sun does not shine and the windless periods last for weeks. In other words, they are relying on “green” hydrogen, and therefore on electrolysis.
@Martin Hjelmborg, I am sorry but very evidently, A-power can’t/won’t be available in Denmark, Germany or Spain for decades more!
Therefore this reliance on hydrogen is bizarre! Not only is electrolysis as capital cost intensive (more or less) as the completely non compliant ESG and unrecyclable lithium ion batteries, but the round trip of electricity to hydrogen back to electricity is only 40% efficient, at its most optimistic and therefore unrealistic level.
Europe’s energy establishments are assuming that “renewable” electricity will be abundant and cheap!
If only…🙁
Storage of electricity will be a great (apparent) business opportunity as long the “net zero” house of cards remains standing. Maybe also after that house of cards has fallen.
But this whole “net zero” thing seems to me most likely to destroy our European civilisation. I so hope I am wrong, of course!
Der er en løsning der ligger lige for. A-kraft!!