Hvis energi skal lagres er der tilsyneladende kun følgende muligheder.
– Opbevaring af (fossilt) brændstof.
– Brug af OPBEVARET bio-brændstof.
– Reguleret vandkraft.
– Batterier.

Ofte “glemmes” at der vil være behov for at lagre endog meget store energimængder.

.Strømstød .Kortvarige ændringer

Hvis der er tale om meget kortvarige ændringer, fx fra vindstød, vil det normalt være tilstrækkeligt at have store roterende masser, en ydelse som de traditionelle kraftværker i realiteten yder gratis.
Dette kom frem til lyset da forbindelsen mellem Sverige og Bornholm var afbrudt og det blev nødvendigt at standse halvdelen af de bornholmske vindmøller – selv om der var mangel på kraft.
Tysk industri har haft store udgifter som følge af ekstremt kortvarige strømstød, der er en følge af det ambitiøse Energiewende.

The Energy Collective giver en grundig behandling af problemstillingen, specielt med hensyn til den nødvendige batterikapacitet.
Der gives et væld af data, men jeg vil nøjes med at referere følgende:

  • Energitab ved energilagring i batterier er angivet til 18 %
  • For solenergi er årstidsvariationerne på årsbasis; sommer / vinter omkring en faktor 6 i Tyskland og 4 i USA
  • I Tyskland er der store og langvarende variationer om vinteren på grund af sne og is.
  • Denne udfordring stiger mærkbart med større markedsandel af solenergi, der ’sådan bare’ skal optages af nettet.
  • Pludseligt skydække kan give store og pludselige variationer, der sætter store krav for at kunne vedligeholde nettets stabilitet.

Resultatet kan endog blive at Frankrig overvejer at afbryde forbindelsen til Tyskland.

.Fossilt brændstof

Hvis der ses bort fra ønsket om at reducere udledning af CO2 og lignende, er dette den oplagte løsning.

.Biobrændstof

Naturligvis kan afbrænding af affald eller træflis bruges ved “spidsbelastning”.
Tilsyneladende vil praktiske udfordringer i realiteten udelukke dette.
Mere om dette findes på en anden side.

.Reguleret vandkraft

Vandkraft, som backup for andre energikilder, afhænger af størrelsen af de reservoirer, der findes i tilknytning til vandkraftværkerne.

Danmarks forsyningssikkerhed afhænger hovedsageligt af hjælp fra Norge, der har 84 TWh kapacitet. Dette bruges hovedsageligt til dækning af eget behov om vinteren.
Sverige, der har 34 TWh og en del atomkraft, er i en tilsvarende situation.
Finland har 5.5 TWh
Naturligvis hjælper det ikke at der er meget regn om sommeren, når det store forbrug ligger om vinteren.
vandkraft overflow.jpg
Således vil det ofte være nødvendigt ’sådan bare’ at lade noget af vandet gå udenom turbinerne.

Til sammenligning er det danske behov for kraft ca. 3 TWh per måned. Og over det dobbelte hvis opvarmning hovedsageligt skal baseres på elektricitet. (Som i Norge, Sverige og i Frankrig.)
Både Tyskland og England overvejer kabler til Norge.
Desværre kan det således forventes at de gode tider med billig backup ikke vil vare ved.
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.
Dette svarer til halvdelen af prisen på et kernekraftværk

På europæisk plan er der ikke mange nye muligheder for vandkraft.
Dette gælder naturligvis endnu mere for reguleret vandkraft.
Pumped storage kræver meget specielle forhold.
Nye og store anlæg vil være udenfor økonomisk rækkevide.

Ifølge The Energy Collective har nogle forhåbningsfulde “grønne” (i USA) foreslået at eksisterende vankraftsanlæg skal forsynes med femten gange så mange turbiner.
Udover enorme tekniske og økonomiske udfordringer vil forslaget medføre store miljømæssige skader.

Pumped Storage

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.
Et mega stort projekt (30 GWh) er foreslået ved Great Glen i Skotland
Selv om 30 GWh lyder dramatisk, svarer det kun til mindre end en times forbrug i England, hvor det forudsættes at udligne for den fluktuerende vindkraft.
En af de dyre og forkætrede EPR reaktorer vil have en døgnproduktion, der er større.
Prisen for en EPR reaktor vil være sådan ti gange den anslåede pris for dette projekt.
Når man sammenligner priser må det huskes at der naturligvis er et energitab ved pumped storage. Det angives til at være 30 %
Desuden må det ikke ‘sådan bare’ glemmes at den “grønne elektricitet”, der på en eller anden måde skal gemmes, bestemt ikke kommer gratis.

Udover at henvise til en anden side, hævder jeg at Danmark, og specielt Tyskland, arbejder sig hen mod en håbløs situation.

Compressed air.

Denne mulighed er diskuteret på Science Nordic.
Samme sted oplyses at virkningsgraden i kendte anlæg for energilagring højst er mellem 45 % og 55 %

.Batterier / .Flowbatterier

Til tider tales om at batterier kan lagre så megen energi fra den varierende kraft fra sol og vind kan gemmes til senere brug.
Som det fremgår af det følgende er der lang vej endnu inden det vil nå et prisleje, hvor det vil have betydning i andet end specielle tilfælde.

Lidt om priser

Der skrives meget og der håbes endnu mere på at flowbatterier kan blive så effektive og så billige at den varierende energi fra sol og vind kan være en realistisk mulighed i et moderne samfund, hvor vi er afhængige af en stabil forsyning med energi.

I Syd Australien, hvor vindmøllestrømmen har bevirket energimæssigt kaos, overvejede man først at klare problemet med batterier.
Da man imidlertid forstod prisen, fik man travlt med at bestille dieselmotorer og gasgeneratorer.
Og så alligevel:
Med fanfarer refererer BBC (2017) at Tesla vil opføre et batteri med 100 MW ydeevne og en kapacitet på 129 MWh
Det lyder imponerende og er næsten fem gange større end tidligere batterier fra Tesla.
Der angives intet om prisen, men fremtidige langvarige blackouts vil have en meget større politisk pris for det grønne flertal.
Atomic Insights læser man at selv om prisen måske er rimeligt lav – Ja så bliver “alt det løse” dyrt.

En tilhænger af kernekraft vil naturligvis fremhæve at 129 MWh kun dækker en time og tyve minutter med 100 MW belastning.

Fra USA haves et optimistisk skøn for lagring i batterier: 185.000 €/MWh (lagerkapacitet)
Denne pris er foreløbigt (2016) til nød realistisk.

Bilbatterier koster omtrent det dobbelte. (2015)

December 2016 ser man på The Energy Collective at et Break-through for batterier vil være en realitet om 5-8 år med et prisniveau på 90.000 €/MWh (lagerkapacitet)

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 100 milliarder € for at holde forsyningen gående bare een mørk vinternat; 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.

Fra The Energy Collective (2017 Sept) refereres:

  • “Storage expense – to power California’s grid for a single cloudy day, at today’s prices, would require constructing li-ion battery banks at a cost of ~$700 billion, or roughly four times the entire annual state budget.
    They would need to be replaced every 7-10 years.”

En anden sammenligning vil være:
$700 billion ($ 700 x 10^9) ville betale for 140 kernekraft-reaktorer magen til dem Korea eksporterer til UAE
Jeg har ikke kontrolleret ovenstående data, der sammenlignet med andet virker troværdige.

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.

Behov

Selv om vi alle ved at det er udenfor mulighedernes grænser at lagre energi til at dække mere end småting, ja så vil følgende overraske.
For at lagre to dages elforbrug (i Frankrig,) bl.a. med batterier fra Tesla behøves 12 mio. batterier.
Fremstillingen af disse kræver 360.000 ton lithium.
Den årlige produktion af lithium er på 40.000 ton.

Australsk mineindustri nyder godt af Kinesisk tørst for lithium.

AHI batterier

Berlin er i øjeblikket det eneste sted i Europa hvor AHI batterier er realiseret.
Ovenstående link giver (optimistiske?) oplysninger:
Det angives at prisen er 450.000 €/MWh lagerkapacitet og vil falde til under det halve.
Desuden angives at dette batteri ikke slides ved gentagne lade-cykler.
Det fremhæves desuden at disse batterier er så tunge at de ikke vil egne sig til transport.
Lad os vente og håbe.

.Forskning

I betragtning af det store behov kan det ikke undre at der forskes meget og skrives endnu mere.

I et forsøg på at vise hvor langt man er nået, kommer Energy Supply
(ved en fejltagelse ?) til at fortælle, det der egentligt skulle have været en hemmelighed:
Den “vedvarende energi” er ikke mere vedvarende end at der er et udækket behov for batterier, der trods alt skal betales af nogle.

.Termisk lager

Termsk LagringPå 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.
Naturligvis er der, 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 virkningsgraden vil aftage til nul efterhånden som lageret tømmes og bliver koldt.
  • I Trind 1 (EL til varme) lader man kold luft ved minus 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.
Men hvis man læser på en grundig vurdering fra Søren Kjærsgård, er der vist ingen realiteter bag det glade budskab.

Hydrogen / Brint

  • Omkring år 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.

Men lige meget hvad, så vil jeg mene at brint-biler ikke bør parkeres i en lukket garage.

Meget af det der skrives tyder på at der er mange fugle, der ikke engang er på taget.
Hilsner fra Thorkil Søe, der spørger:
Hvad mener du?
Er der noget, der mangler?
Skriv til thorkilsoee@gmail.com

Efterskrift

Naturligvis er der muligheder for så meget, men meget af det der udråbes som “løsningen” er næppe realistisk.

Det store spørgsmål om lagring.
Fra Altinget refereres 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.
Det ville kræve 164 mio. batteripakker af typen brugt i BMW3i.
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.”

Selv om det ikke nævnes i artiklen, kan det antages at der kun er tale om døgnvariationer.

Noget tyder på at man – i hvert fald i England – er begyndt at tage situationen alvorligt.
Her gives en forhåbentligt god oversigt over de mange muligheder.

Selv om noget nyt er rasende dyrt, kan det godt opreklameres.

Dæmninger er bestemt ikke ufarlige.

Et meget stort projekt for pumped storage i Australien.

Der arbejdes på højtryk i et forsøg på at løse de mange problemer.
Se også her.

Blomberg holdt en tale, men sagde ingenting.

Og, hvad der nok atter er en grøn kanin, der ‘sådan bare’ hales op af hatten.

Også fra The Energy Collective.

Der bliver brug for megetNul vindkraft - næsten

Advertisements