Denne side er et svagt modereret uddrag fra en anden og endnu længere side: El i EU
Jeg har forsøgt at sammenfatte de meget store udfordringer, der opstår i forbindelse med udbygning af den stærkt varierende, såkaldt vedvarende, energi.

.Lagring af Energi

Alt dette leder naturligvis til et ønske om at lagre energi fra perioder med ’for meget’ til brug i perioder med ’for lidt’.

Naturligvis er det forsøgt mange gange at lagre energi.
Her må det ikke glemmes at der er tale om meget store energimængder.
I hvert fald hvis der skal lagres tilstrækkelig energi til at udjævne mere end døgnvariationer.
Udover reguleret vandkraft er der ikke mange realistiske muligheder for at lagre store energimængder.
I Schweitz er der en del reguleret vandkraft og der tjenes lidt ved at udjævne døgnvariationer også i Frankrig.
pumped storageØstrig har allerede i 1956 haft ’.pumped storrage’ til udjævning af døgnvariationer.
I Tyskland har man flere steder, og naturligvis under kritik, opført reguleret vandkraft med op-pumpning af vand om natten.

Det kan formodes at gode naturlige muligheder for disse anlæg er udnyttede og tilsyneladende bliver det en dyr følge af det tyske Energiewende.
Anlægs-omkostningerne er angivet til 100.000 €/MWh lagerkapacitet for det eneste eksempel, hvor der er fundet oplysninger om omkostninger.
Som det kan forventes giver man i Tyskland store tilskud til lagring af energi.

Marts 2016 angiver netavisen Altinget følgende:
For at skabe en stabil leverance af alternativ energi, er man nødsaget til at have en lagringsteknologi.
Ifølge IFO vil det i Tyskland kræve 3300 pumpekraftanlæg, eller hvad der svarer til en 100-dobling af eksisterende kapacitet, for at opnå en stabil leverance fra sol og vind.
Samme sted angives at Det ville kræve 164 mio. batteripakker af typen brugt i BMW3i el-biler.
Og at de 1 mio. elektriske biler, som forventet vil være på vejen i Tyskland i 2020, og som kan bruges som distribueret lagring, ville kun levere batterikapacitet svarende til 0,6 procent.

Uden at det er angivet i artiklen kan det forudsættes at der kun er tale om døgnvariationer.

Århus universitet, der helst skal vise at de er med på “det grønne”.
Ja, de er naturligvis optimistiske. De skriver:
” – – hvilket skal sænke prisen pr. kilowatttime kapacitet til mindre end 550 kroner.” (75 €/kWh)
Det lyder lovende. Desværre er der ofte langt mellem drømme og realiteter.
Foreløbigt er prisen det tredobbelte.

Det engelske behov for kapacitet er angivet til 1.000 GWh (Baseret på en 25 dages “typisk cyklus”)
Der er ikke taget hensyn til årstids-variationer og den angivne 25 dages cyklus vil næppe være “verst tænkelige”.
Desuden indeholder artiklen meget hård kritik af den Europæiske politik, specielt det tyske Energiwende.

Samme sted gives oplysninger om anlægs-omkostninger:
Flat Land Storage, der er det eneste mulige i Danmark, angives til
200.000 €/MWh.
– Et “Mega-stort” anlæg ved Great Glen i Skotland vil, hvis jeg ikke har
regnet forkert og hvis der ikke et tabt et par nuller i kildens beregninger,
blive 3 €/MWh.

Med halvdelen af prisen for pumped storage i Tyskland: (50.000 €/MWh), ville de engelske anlægs-omkostninger blive 50.000 millioner €. Det vil svare til 10 nye atom-reaktorer, magen til dem der nu eksporteres fra Korea til UEA eller 5 som de EPR, der forhandles om.

Naturligvis er der et energitab ved pumped storage. Det angives til at være 30 %

Termsk Lagring

.Termisk lager

På Ingeniørens netavis finder man en række artikler fra Henrik Stiesdal, der i samarbejde med Siemens, arbejder på at udvikle et energilager for elektricitet, baseret på lagring af varme. (Termisk lagring.)

Til indledning henvises til følgende: 29. nov 2014 og 15. sep 2015
Selve tanken er interessant og der er, som ved alt nyt, tilsyneladende flere uafklarede spørgsmål, eller ”fugle på taget”.

  • Det forudsættes at prisen på fremtidig vindkraft vil nå ned på
    50 €/MWh eller en tredjedel af den nuværende.
    Dette føles som værende alt for optimistisk.
  • Virkningsgraden i Trind 2 (varme til EL) er sat til 40 %.
    Det er nok i overkanten af det praktisk mulige.
    Tilsyneladende er det baseret på følgende:
    – Varm temperatur 600 grader og
    – Kold temperatur 20 grader.
    Strengt taget gælder dette kun så længe lageret er fyldt (varmt) og vil aftage til nul efterhånden som lageret tømmes og bliver koldt.
  • I Trind 1 (EL til varme) lader man kold luft ved -100 grader komme ud af en turbine.
    Måske er der udviklet metoder til at undgå tilisning. Ellers vil det være nødvendigt at have et lukket system med varmeveksler.
  • Hvis den kolde luft ikke kan udnyttes, vil det formodentligt være bedre og billigere at bruge almindelige varmelegemer i trind 1

Selv om jeg er tilhænger af kernekraft siger jeg:
Lad os vente og håbe.

Et enkelt sted, næsten i en bisætning, nævnes termisk lagring på linje med lagring i form af .hydrogen.
Det giver anledning til følgende:

  • Omkring 1990 var denne form for lagring den kanin, der blev trukket op af hatten når man skulle forklare hvorledes det var problemfrit at lagre elektrisk energi.
    ——-Jeg husker endnu hvordan en ven forarget spurgte:
    ——-”Har du da aldrig hørt om brint?”
  • Men lige så stille forsvandt det fra debatten, da man begyndte at tale om virkningsgrad og omkostninger.
  • Sammen med helium er hydrogenmolekylet det mindste molekyle og det kan trænge ud gennem meget små utætheder.
  • Selv om man er begyndt at bruge brintbiler, er jeg meget utryg ved tanken om at lagre de enorme mængder af hydrogen, der vil komme på tale.

gasvaerkrefoto2 Måske er der endnu nogle, der husker eksplosionen i Valby (1964)

Heldigvis bliver det ikke nødvendigt at leve op til realiteterne, i hvert fald ikke så længe vi kan få hjælp fra vore gode naboer og vore måske ikke helt så gode kul-kraftværker.

.Batterier
Fra USA haves et optimistisk skøn for lagring i batterier: 185.000 €/MWh (lagerkapacitet)
Bilbatterier koster omtrent det dobbelte. (2015)

I 2015 annonceres at TESLA vil forhandle batterier der vil koste 315.000 €/MWh (lagerkapacitet)

Det tyske forbrug af elektricitet er ca. 50.000 MW. Således skal der investeres i hvert fald 50 milliarder € for at holde forsyningen gående bare een mørk vinter-nat hvis man antager at halvdelen skal komme fra et batterilager.
Dette enorme beløb, der svarer til prisen for 10 nye kernekraftværker, viser at hverken batterier eller pumped storage vil være realistisk for Tyskland og naturligvis heller ikke i Danmark.

Med Arnie Gundersen som kilde angiver modstandere mod kernekraft (no2nuclearpower) at Telsas store batterier kan lagre energi for
ca. 2 ¢/kWh Her er det “brugsomkostninger” – ikke investering.
Disse 2 ¢/kWh svarer til en tiendedel af ovenstående.

Dette giver måske et indtryk af debattens kvalitet.

Afsides liggende bebyggelser, fx i Australien, kan med fordel blive uafhængige af nettet.
Privatøkonomisk kan solcelle-ejere med fordel gemme lidt ”hjemmelavet” afgiftsfri energi.
Samfundsøkonomisk kan det blive en alvorlig udfordring for ”nettet”, der skal opretholde en stabil forsyning.

Hvis man frigør sig fra den planøkonomi, der styrer el-markedet og udruller et ”Smart Grit”, ville en del problemer være løst.
Dette kræver naturligvis at den frie prisfastsættelse omfatter ALLE – Ikke bare forbrugere men også ”Private Producenter”, som fx vindmøller og solceller, der i realiteten ”lever på tilskud”.

Lige meget hvad, så er der lang vej tilbage inden batterier kan indgå i en egentlig energilagring.
Kun Norge har tilstrækkeligt kapacitet i deres vandmagasiner til at udjævne årsvariationer.

Efter kraftig vind i begyndelsen af januar 2015 har der, i Danmark, atter været ryster fremme om selv at bruge den kraft der, i korte perioder, bliver solgt til negativ pris.
Udover at ønske bedre muligheder for eksport, drejer forslagene sig mest om varmepumper eller varmepatroner, der tilknyttes det eksisterende fjernvarmenet.
Sådanne varmepatroner vil ikke “sådan bare” være småting og nok heller ikke billige.

Det meste af tiden vil sådanne varmepumper naturligvis ’sådan bare’ stå som stand by, og foreløbigt er der ikke fundet et forsøg på en økonomisk analyse.

.Backup i Fremtiden .Forsyningssikkerhed

Ovenstående data er relevante for det nuværende europæiske system.
Det må imidlertid erindres at man i Europa knapt nok er nået til begyndelsen af det, der normalt kaldes ’Den Store Grønne Omstilling’.
Som omtalt andet steds, vil omkostninger til backup og net-stabilitet for sol og vind være stigende med større markedsandel.
Således fortaber det sig i det uvisse hvordan det vil gå for Danmark, og specielt for Tyskland, når/hvis man vil realisere ønsket om at forsyne samfundet med “grøn energi” til både kraft og varme – I Tyskland hovedsageligt baseret på solenergi og kun 20 % brug af fossile brændsler eller kernekraft, der kan fås fra Frankrig.

Danmark er i den specielt gunstige situation at vi er et lille land med gode naboer, der foreløbigt har givet os mulighed for at købe den nødvendige backup – noget der har været til gavn, specielt for Norge.
Som allerede omtalt planlægges nye forbindelser fra Norge til England og Tyskland.
For det dansk norske samarbejde er det en betydelig gevinst at om vinteren, når der er mindre vand i Norge er der mere vind i Danmark.
For Tyskland, der satser på solenergi, vil det naturligvis være modsat.

Der har længe været tale om at betale kraftværker for at ’stå til rådighed’ eller at have aftaler med enkelte store forbrugere om at den kan være ’afbrydelige’.

I Danmark har det været nævnt i El-reguleringsudvalgets anbefalinger, men man har endnu ikke haft en egentlig diskussion om dette.
I januar 2015 har DONG været ude med tanken om ’stand by værker’.
I Tyskland har man luftet muligheden for at have afbrydelige forbrugere og garanteret backup.

Man er endog begyndt at nævne det uartige ord “forsyningssikkerhed”, og der er tilsyneladende nogle, der overvejer den fremtidige danske situation.

I England har man taget skridtet fuldt ud og har i januar 2015 afsluttet en udbuds-runde hvorved der skaffes garanteret backup-kapacitet på 49 GW – Hen imod halvdelen af det totale behov for elektricitet.
Resultatet (The Clearing Price) blev: 24 €/kW/år.

Tyskland har over 15 gange flere indbyggere end i Danmark.
I betragtning af at der foreløbigt mest satses på energi fra solceller, vil det sandsynligvis være umuligt at nå frem til målene uden at give køb på forudsætningen om at 80 % af energien i 2050 skal være VE uden brug af kernekraft – måske udover det der importeres fra Frankrig.
Foreløbigt går det den forkerte vej med stigende priser og øget udledning af drivhusgasser.

Der er over 500 millioner indbyggere i ”EU-28”.
I 2012 var den samlede produktion af elektricitet over 3 millioner GWh, med et gennemsnit på 57 TWh/uge
Fordelingen mellem energikilder for 2012 kan findes her og det kan ses at bidraget fra lokalt produceret biobrændsel har været næsten ikke eksisterende.
Træflis i EnglandI 2013 importerede Danmark to millioner ton .træpiller, men verdensmarkedet vil umuligt kunne levere det nødvendige hvis resten af Europa skulle følge op på det samme.
Greenpeace har allerede været fremme og har kritiseret rovdrift på skov, ikke bare i Tyskland.
Selv om brug af træpiller per definition er “grønt” rejses der tvivl om hvorvidt det bare er et blufnummer, der fremmer korruption.

De ambitiøse forudsætninger om fossilfri varme, kan kun anslås.
Der skal naturligvis tages højde for værst tænkelige situation, der i hvert fald må siges at være svag vind i to vinteruger.

.Europæisk Samarbejde

Når der tales om Europas samarbejde, må det erindres at der er tale om endog meget store energimængder.

Fra politisk hold tales der ofte om at man ’sådan bare’ skal forbinde Europa med et stærkt net af højspændingsforbindelser for således at udjævne lokale forskelle, mest i vindkraft.
Som det fremgår af nedenstående, vil det desværre aldrig blive andet end en meget dyr dråbe i havet.

  • Det er naturligvis således at effekten fra solenergi stort set vil være sammenfaldende i hele Europa.
    I vinterhalvåret vil Tyskland, der som omtalt satser på PV (solenergi), således møde meget store udfordringer for at opnå det ønskede mål om at udfase både kernekraft og fossil energi.
  • Ligeledes kan i hvert fald den nord-europæiske vind bedst beskrives som stort set synkroniseret, således at når der et god vind et sted gælder det for det meste af det europæiske kontinent.
  • De nødvendige kabler er bestemt ikke billige.
    2017 omtales et 1.450 kilometer langt søkabel fra Norge til England:
    Kapacitet: 1.400 MW, som et moderne kernekraftværk
    Pris: mellem 11 og 15 mia. kroner, som halvdelen af prisen på et kernekraftværk

Færger

Noget tyder på at batterier kan betyde besparelser og god PR ved færgedrift.
Afhængigt af hvordan elektriciteten genereres, vil dette være en kærkommen grøn landvinding.

Jernbaner

Batterier til TogDet har været fremme at ved mindre befærdede baner kan det måske være en fordel at bruge batterier på de længere strækninger og derigennem kun have køreledninger ved stationerne og på strækninger hvor der accelereres og samtidigt oplades på batterierne.

Det blev hurtigt skrinlagt. Måske fordi:
“Det vil vi da ikke”.
Som så mange gange, uden at definere betydningen af de to små ord:
“det” og “da”

Det er nok rigtigt at det ikke vil være realistisk på hovedlinjerne, men på mindre befærdede linjer hvor der alligevel skal indsættes nye tog er det muligt både at bevare borer og spare på anlæg af køreledninger.

Men andre vil gerne.

Hvis du er kommet så langt spørger jeg:
Skal vi være realistiske eller skal vi håbe på at vi kan trække en ny kanin op af hatten?

Advertisements