Archives for posts with tag: batterier

– – – – For kilder og henvisninger:
– – – – Klik på det der er med gult og se om du får brugbare detaljer.
– – – – Og klik på billeder for at få fuld størrelse.
___________________________________________________________________

Pumped Storage


Pumped-storage-verdensplan-e1546206702377.jpg

Ifølge en meget udførlig artikel, Intermittent grid storage (2015), er over
99 % af verdens kapacitet for lagret energi i form af 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 for nye anlæg er angivet til 100.000 €/MWh lagerkapacitet for det eneste eksempel, hvor der er fundet oplysninger om omkostninger.
Et 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.
Til sammenligning tjener at én af de dyre og forkætrede EPR reaktorer vil have en stabil døgnproduktion, der er større.

Tilsyneladende er den skotske muligheder næsten uudtømmelige:
Et muligt Loch Ness Monster of Energy Storage
– Det forudsættes at man pumper saltvand op i en ferskvandssø.
– Generating kapacitet mellem 132 GW og 264 GW eller
– – 2 til 5 gange UK max. forbrug.
– Kapacitet: 6800 GWh eller omtrent 100 timers frobrug i UK
Der gives:
– Grafisk oversigt over perioder med svag vind.
– Interessant vurdering. Naturligvis med mange forbehold.

På verdensplan kan noget tilsvarende tilsyneladende kun komme på tale tre steder.
Californien kan udnytte en stor hulning i Mexico.
Chile har også et uudnyttet potentiel.
Og som omtalt: Skotland.

Og så April 2019
ser den glade læser hvorledes
“Stort glogalt studie ødelægger argument mod vedvarende energi.”
Det angives at der på verdensplan vil være muligheder for 500.000 nye anlæg for pumped storage med en samlet kapacitet på omkring 22 millioner Gigawatt-hours.
Det lyder drabeligt og det gentages på en tilsvarende net side der, meget betegnende, er dateret første april.
Her forudsættes at behovet for pumped storrage er 1 Gigawatt (GW) per million indbyggere med 20 timers lagring.
MEN
20 timer vil være en dråbe i havet når man overvejer værst tænkelige situation med op til 20 dages Dunkelflaute (mørkt vindstille)
Der findes en oversigt over muligheder for forskellige verdensdele.
Her ses at specielt i Europa kniber det gevaldigt med at finde egnede muligheder.
Derudover findes få andre detaljer, udover et kort der viser det vi allerede vidste:
Uden megen dybdeboring vil man vide at der ikke er mange nye muligheder i Europa.
Således er hovedparten af de markerede muligheder i de tæt befolkede områder i Sydøst Asien.
Jeg tillader mig at frygte at djævlen ligger i detaljen.
Som allerede omtalt er lagring for 20 timer urealistisk.
MEN
Den elektricitet, der skal lagres, kommer ikke gratis og genvindes med et tab på omtrent 20 %
De mange lagre vil formentligt kræve store investeringer.
Samtidigt skal der være plads. Ikke kun til de store vandmagasiner.
Men også til både vid-møller, solceller, huse og landbrug.

I Japan ser man realiteter. Selv om 30 GW i sammenligning kun er “småting” er det tilsyneladende realistisk.

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’ forbigås 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.

Naturligvis er det forsøgt mange gange at lagre energi.

MEN
Til tider virker det som batterier og pumped storage er den kanin magikeren trækker op af hatten, når han skal forklare at den stærkt varierende energi fra sol og vind ‘sådan bare’ kan indgå på lige fod med den stabile energi fra kernekraft eller fossile brændsler.

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.
I USA foreslår nogle håbefulde grønne at forsyne eksisterende vandkraftanlæg med flere turbiner.
Det lyder forjættende indtil man går i detaljer.
– Det vil være meget svært at ændre på de eksisterende
– – konstruktioner og finde plads til de ekstra turbiner.
– Den skiftende vandføring vil give store problemer nedstrøms.

Reguleret vandkraft er en “Guds Gave”.

Ved at skrue lidt op – eller ned – for hanerne kan man kompensere for vekslende forbrug og endog “gemme” energi fra sol og vind – indenfor grænser.
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.

Tilbage til Emnet

Østrig har allerede i 1956 haft pumped storrage til udjævning af døgnvariationer.
Pumped storage 2I Tyskland har man, naturligvis under protest, opført et meget stort anlæg for pumped stortage.

Anlægs-omkostningerne beløb sig til 51 €/kWh
Dette anlæg betegnes som:
”The largest hydroelectric power plant in Germany and one of largest in Europe.”
Kapaciteten (8.5 GWh) svarer til lidt over et minut af det tyske forbrug af elektricitet.

Tilsyneladende bliver det en dyr følge af det tyske Energiewende.

Omkostningerne afhænger naturligvis af de naturlige forhold på stedet og er andetsteds angivet til mellem 326 og 2000 €/kW (lagerkapacitet).
Tilsyneladende er det uklart hvorledes anlægs-prisen 100 €/kWh er fundet.
Men lige meget hvad, så er det en tredjedel af prisen for at skaffe sig de nødvendige batterier.

I Australien er der mange (teoretiske) muligheder
Et meget stort projekt for pumped storage i Australien omtales her.
Desværre må det konstateres at der er langt mellem behov og kapacitet.

Flat storage

Hvis der, som både i Danmark og i Tyskland, ikke er tilstrækkeligt med nye egnede naturforhold bliver det nødvendigt at bruge “flat storage”.
Så bliver prisen noget helt andet.
Flat storageFlat storage, der er den eneste mulighed for Danmark, er beskrevet her.
Der er tale om et planlagt projekt og tallene kan formodes at være optimistiske.

Hvis de givne data er pålidige og jeg har forstået det rigtigt, vil anlægsprisen være 200 €/kWh
For at sætte dette tal i perspektiv kan det anslås at det tyske behov for backup mindst vil være 10^9 kWh (Svarende til 10% af ti dages frobrug, der et anslået til ti gange det danske forbrug.)

Med den angivne (optimistiske) pris 200 €/kWh bliver anlægsomkostningerne 200×10^9 €
Dette kan bedst sammenlignes med prisen 10×10^9 €, (including financing costs) for hver af de to meget dyre EPR reaktorer, der planlægges i England.

Det må naturligvis ikke glemmes at den strøm, der skal lagres ikke er gratis og at virkningsgraden for sådanne anlæg er omtrent 80 %

Hvis jeg ikke har regnet forkert og mine kilder er troværdige vil de tyske anlægsomkostninger for backup med pumped storage modsvare prisen for tyve af disse meget dyre reaktorer.
Hvis man derimod vælger de reaktorer, der ikke er helt så overforsigtige.
Nogle som dem der eksporteres fra Rusland og fra Korea.
Ja så ville der ikke blive brug for meget andet for at levere den nødvendige energi til Tyskland.
ALTSÅ————————–
Tysk solkraft variationUden hverken sol og vind.
Slet ikke kul eller brunkul.

MEN
Alt dette omfatter ikke årstidsvariationer.
For Tyskland, der satser på solenergi, vil back up for årstidsvariationer være udenfor mulighedernes rækkevide.
Her hjælper det ikke at henvise til norsk vandkraft, der trods alt er begrænset og udnyttes til at udjævne egne årstidsvariationer.

For Danmark, der satser på energi fra vind, er der, teoretisk set, håb for at klare årstidsvariationer – Med (lejligheds) hjælp fra norsk vandkraft og svensk atomkraft.

Som det kan forventes af alt dette giver man i Tyskland store tilskud til lagring af energi.

Marts 2016 skriver 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 en batterikapacitet svarende til 0,6 procent.
Uden at det er angivet i artiklen kan det forudsættes at der kun er tale om døgnvariationer.

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 €/kWh.

Med halvdelen af prisen for pumped storage i Tyskland: (100 €/kWh), ville de engelske anlægs-omkostninger blive 100.000 millioner €. Det vil svare til 10 nye atom-reaktorer, magen til dem der forhandles om. Eller tre gange så mange, hvis man vil bruge noget magen til det, der nu eksporteres fra Korea til UEA

Naturligvis er der 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.
kaninen-fra-hatten

Mon ikke dette er tilstrækkeligt til at putte den magiske kanin
Tilbage i Hatten.

Og dog. Der er også optimistiske vurderinger.
En lang forklaring, der løser verdens VE-problem.

Måske

For detaljer og henvisninger:
Klik på det der er med gult. Måske finder du det du har brug for.
_____________________________________________________________________
Hvis energi skal lagres er der tilsyneladende kun følgende muligheder.
– – – – Opbevaring af (fossilt) brændstof.
– – – – Brug af OPBEVARET bio-brændstof.
– – –Reguleret vandkraft.
– – –Pumped Storage.
– – –Batterier.
– – – – Og meget andet, der næppe vil leve op til forventningerne.

Tilsyneladende giver nedenstående diagram en pålidelig oversigt.
Omkostningerne (Levelized Costs $/MWh) vil naturligvis være omkostning per “round-trip” – opladning til afladning.
Det ville være mere realistisk at give pris per MWh installeret kapacitet.
z-energy storage

Kilde til ovenstående: Indlæg på netavisen Klimadebat.
Batterier - muliogheder

Klik på diagrammerne for fuld størrelse.

Uden på nogen måde at være ekspert, vil jeg mene at “Flywheels” vil have øjeblikkelig virkning hvis de kører synkroniseret med forsyningen.
Fx vil de store roterende masser i forbindelse med kul- og A-kraft hjælpe med at opretholde spænding og frekvens på nettet.

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

Til syvende og sidst udspringer det hele af et næsten selvfølgeligt krav om en stabil forsyning med elektricitet.
På en anden side prøver jeg at gå i dybden med den altoverskyggende udfordring Forsyningssikkerhed.

Strømstød og 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, (kul- og atomkraft) 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.

Nu da den danske vindkraft ikke mere holder sig til “småtingsafdelingen”, oplyser netavisen EnergySupply glædesstrålende at
“Nu skal vedvarende energi lagres (kortvarigt) i svævende svinghjul,”
der svæver på magnetlejer.
Naturligvis er der intet om omkostningerne eller hvem der skal betale.

Mere end “Småting”

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 (sommer til vinter) omkring en faktor 6 i Tyskland. Kun 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 ikke ’sådan bare’ kan 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 findes på en anden side.

Vandkraft og Reguleret Vandkraft

Vandkraft er en “guds gave” til lande der har egnede naturforhold.
Vandkraft, som backup for andre energikilder, afhænger af størrelsen af de reservoirer, der findes i tilknytning til vandkraftværkerne.
Mere findes på en anden side.

Pumped Storage

Er en drøm for mange. Men hvis man går i detaljer vil også denne drøm desværre briste.
På verdensplan er over 98 % af lagret energi i form af Pumped Storage.
MEN
Hvis det skal have værdi – som andet end lidt glorificering – viser det sig at virkeligt store anlæg kun kan finde de nødvendige naturlige forudsætninger i Skotland, i Chile og i Mexico, der – teoretisk – kan levere “grøn backup” til Californien.

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 %
Foreløbigt finder man intet om realiteter.

Syntetisk Gas

Foreløbigt vil syntetisk gas koste vel over det dobbelte af gas fra Rusland.
Noget kan lagres sammen med almindelig naurgas.
Opbevaring i naturlige hulrum, vil blive både dyrt og besværligt.
(Det vil naturligvis være et uomgængeligt krav at gassen ikke blandes med luft.)

Batterier og Flowbatterier

Dette har efterhånden udviklet sig til et stort og håbefuldt emne.
Udviklingen mod bedre og billigere batterier går tilsyneladende rivende.
Men der er trods alt lang vej endnu før man nærmer sig de flotte mål.
For detaljer henviser jeg til en anden side.

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 holdt som 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.
Meget af det der skrives tyder på at der er mange fugle, der ikke engang er på taget.

Der bliver brug for meget

I to dage (17-19 sept. 2017) var der næsten vindstille.
Denne situation var ikke enestående.
Heldigvis får vi hjælp fra gode naboer og behøver ikke at købe batterier. Nul vindkraft - næsten
Klik på diagrammet for fuld størrelse.

Hilsner fra Thorkil Søe, der spørger:
Hvad mener du?
Er der noget, der mangler?
Eller mangler vi bare realitetssans?
Skriv til thorkilsoee@gmail.com

To Fremtids-senarier
VE contra Kernekraft

Tilsyneladende findes en afbalanceret vurdering her.