Solceller og batterier: Ikke så genialt

Ude i Verden er der en gryende erkendelse af, at solceller og vindmøller måske ikke er de bedst egnede kilder til at sikre en stabil elektricitetsforsyning. Skal det være uden CO₂-udledninger, er der så kun den forhadte kernekraft tilbage. Derfor ledes der med lys og lygte efter andre løsninger, og hvad er mere nærliggende end en kombination af solceller og batterier? Princippet er vist på fig. 1:

Specielt sydpå i solskinsrige områder kan man hver dag få måske 8-10 timer med masser af sol, og her skal der så opsamles tilstrækkeligt meget strøm på batteriet, så man har til at dække hele natten. Hvor svært kan det være?

Ikke særligt svært, hvis man læser en ny rapport fra et foretagende, der kalder sig Ember. De beskriver sig selv som en global tænketank, der accelererer overgangen til ren energi ved hjælp af data og politik.

Ifølge Ember vil man i en by som Las Vegas kunne opnå en stabil forsyning på 1 kW i 24 timer/døgn ved at installere 6 kW solpaneler og et 17 kWh batteri. Anlægget vil kunne levere strøm i op til 97% af tiden og prisen bliver ca. 65 øre/kWh. Ifølge rapporten billigere end strøm fra kul- eller kernekraftværker. Allerede på forsiden af rapporten får vi at vide, at ”dette ændrer alt”.

Rapporten understreger, at de gode tal kun kan opnås i byer, hvor Solen skinner året rundt. Alt for mange skyer gør det dyrere. En by som f.eks. Birmingham i England, vil således kun blive dækket i 62% af tiden. Så her skal man have en anden kilde til elektriciteten resten af tiden.

Men optimismen fejler ikke noget:

Dette er et vendepunkt i den grønne omstilling. Solenergi døgnet rundt er ikke mere bare en teknisk mulighed eller en fjern drøm, men en økonomisk realitet. Det baner vejen for afgørende muligheder for energislugende virksomheder som datacentre og fremstilling.

Rapporten omtaler nogle meget lave priser på batterier, helt ned til 900 kr./kWh. Det skulle være en udvikling, der er kommet inden for de seneste 1-2 år. Det er meget lavere end de senest realiserede priser i Europa eller USA, og der er da også tvivl om, hvor meget, der er inkluderet i de priser. En komplet installation er jo meget mere end bare batterierne selv. Rapporten omtaler diverse store batteriprojekter, og i flere af kilderne hertil finder man væsentligt højere priser. Som bekendt gav EWII på Bornholm ca. 3500 kr./kWh for deres 43 MWh-batteri.

Rapporten kigger på hvilken batteristørrelse, der vil være optimal, hvis man har 5 kW solceller og ønsker 1 kW leveret i gennemsnit over døgnet. Det bliver en lidt finurlig beregning, fordi batteristørrelsen gøres her afhængig af den overskudsproduktion, der skal opsamles i løbet af dagen. I f.eks. Birmingham, er behovet ikke så stort og man kan nøjes med 9 kWh, hvor Las Vegas skulle have 17. Men når man regner det ud på den måde, så dropper man målsætningen om, at der skal være strøm til rådighed året rundt, som nævnt vil Birmingham f.eks. mangle el i godt en tredjedel af tiden. Så skal der kostbar backup på bordet.

Ember fokuserer nu på eksemplet med Las Vegas. Her kigger man på et mål om en forsyning på 1 GW døgnet rundt, og hertil installerer man 6 GW solceller og 17 GWh batterier. Resultatet vil være (baseret på vejrdata fra 2023), at systemet dækker hele den ene GW i 301 dage, og der var kun fire dage med mere end 12 timer med lavere produktion.

Ember ser ikke nogen fordel i at installere et større batteri, i et forsøg på at lukke hullerne. Her må man i stedet sørge for supplerende lagring til længere tidsrum, en backup-generator eller hjælp fra naboerne.

For at få en fornemmelse af situationen, kunne vi kigge lidt på Danmark. Solceller om vinteren er håbløst, men man kunne forestille sig et system, der skulle kunne levere 100% af tiden i sommerhalvåret, dvs. fra april-september. Fig. 2 (tal fra 2023) viser udbyttet fra solceller nok til, at der i løbet af de 6 måneder netop leveres 1 GW i gennemsnit. Man skal have ca. 5 GW installeret.

Fig. 3 viser så omsætningen i batteriet, hvis systemet skal levere stabilt hele tiden. Toppen af kurven er den nødvendige størrelse, ca. 400 GWh, når man indregner et tab på 10%. Det er mere end 20 gange større, end Ember regner med, og selv med Embers ultralave batteripriser, vil de 400 GWh koste næsten 400 mia. kr. og i realiteten bliver det langt dyrere.

Hvis vi nu i Danmark installerede Embers system med 6 GW solceller og 17 GWh batterier (og forbruget på 1 GW), så vil vi ende i situationen vist på fig. 4. Her ser vi ladningen på batteriet time for time i de seks måneder. Man ser, at kurven ofte er på nul, det betyder, at batteriet er tomt, og der skal hjælp til udefra. Det skal der så i 32% af timerne, dvs. at vores løsning ikke er bedre for sommerhalvåret, end Ember når frem til for hele året i Birmingham. Så noget tyder på, at Embers forudsætninger er temmelig optimistisk valgt.

The Energy Bad Boys (EBB) har på deres Substack kigget på sagen og finder flere interessante ting. De gengiver en oversigt (se fig. 5) over elpriserne, dels fra andre kilder, dels de forskellige ambitionsniveauer for Embers løsning. 100% dækning ville således kræve 16 GW solpaneler og 57,6 GWh batterikapacitet. Derved vil der på gode dage være et kolossalt spild af strøm, når 16 GW sol kun skal levere 1 GW til forbrugerne. De 100% vil da også give en strømpris på 600 $ – eller 4 kr. pr. kWh. Sætter vi nu ambitionerne ned til 80%, bliver elprisen omkring 160 $ eller ca. 1 krone pr. kWh. Det er væsentligt dyrere end f.eks. strøm fra nye kul-, gas- eller kernekraftværker.

Det er ikke den konklusion, Ember når frem til, og det skyldes bl.a., at Ember i deres prisberegninger bruger Lazards tal for kul, gas og kernekraft, men meget lavere tal end Lazard for sol og batterierne.

Og hertil er at sige, at en dyr løsning, der alligevel skal have hjælp udefra, når det kniber på uforudsete tidspunkter, stadigvæk ikke er nogen stabil og pålidelig metode, der for alvor kan medvirke til at drive et moderne samfund. Og slet ikke i en geografisk beliggenhed som Danmarks.