4 februar 2021 opnåedes enighed mellem Folketingets 9 større partier. Der blev underskrevet en stemmeaftale vedr. ”Ejerskab og organisation af energiøer mv.” som tillæg til ”Klimaaftalen om energi og industri af 22 juni 2020”.
Det er prisværdigt, at det 3 A4 siders aftaletillæg støttes af et bredt flertal i Folketinget. Det var på tide, at den oprindelige aftale blev præciseret og udbygget, da den på adskillige områder var særdeles mangelfuld som beslutningsgrundlag. Dette er gentagne gange blevet påpeget og analyseret i DenKorteAvis fx i indlæg af Andersen og Kjærsgaard d 15/12-20 og 21/01-21.
Det drejer sig især om fire forhold: Samvariation i Vesteuropas vindforhold, størrelse og art af den nødvendige danske back-up el-produktion til erstatning for manglende elproduktionen ved lavere eller meget hurtigt faldende vindstyrker, vanskeligheder ved at bruge varierende eller manglende vindenergi til produktion af kemiske produkter og sluttelig troværdige beregninger af økonomi og rentabilitet. Hele projektet er indtil videre beregnet til at koste 210 milliarder kr., hvilket betyder knap 40.000 kr. for hver eneste dansker. Det er endda lavt sat, da en række andre behov ikke omtales.
Samvariation i Vesteuropas vindforhold
I dag er der en meget høj forsyningssikkerhed for el i danske stikkontakter og denne er bevaringsværdig. Vi kan takke især Norge og Sverige og ikke den danske vindkraft for denne høje forsyningssikkerhed. I perioden januar-september 2020 varierede vort elforbrug mellem 1,8 og 6,7 GW med en middelværdi på 4,0 GW. Vi producerede selv i gennemsnit 3,1 GW. De manglende 0,9 GW blev importeret. Den maksimale nettoimport fra Norge og Sverige var 3 GW.
Vindkraftens andel af forbruget i perioden varierede mellem 0 og 210 % af forbruget. Firedobler vi produktionen af vindkraft ved at bygge 12 GW nye havvindmøller vil ydelsen kunne forudses at variere mellem 0 (NUL) og 800% af elforbruget. Så vi vil stadig være dybt afhængige af norsk og svensk vandkraft som supplement til vindkraften. En problematisk afhængighed, da Norge og Sverige også har ambitiøse planer om udbygning af deres egen varierende, ukontrollable vindkraft.
I tillægget til klimaaftalen omtales kun: ”at Danmark i stor skala for alvor skal kunne eksportere og i fremtiden lagre og konvertere grøn, dansk strøm”. Senere ved omtalen af energiøerne: ”viser Danmark vejen for Europa ved at bidrage til den grønne omstilling i vores nabolande via eksport af grøn og vedvarende energi”. Der er ikke ét ord om den vigtige import af el til Danmark!
Om få år er alle lande i Vesteuropa nået langt med opbygningen af egne vindmølleparker både på land og i havet. Østersøen og Nordsøen vil nærmest blive omkranset af vindmølleparker. Forfatternes analyser viser, at Vejr og vind i Vesteuropa samvarierer i betydelig grad, hvorfor høj el-produktion af fx dansk vind ofte sker samtidig med høj produktion af vind-el i de omliggende lande. Hvem vil da have behov for at købe dansk el? Ved svag vind vil mange lande derimod have samtidigt behov for back-up.
Figur 1 og figur 2 viser vind+sols andel af elforbruget (Load) i % i januar til marts og april til juni i 2020 i Norge, Sverige, Finland, Danmark, Polen, Tjekkiet, Tyskland, Østrig, Italien, England, Belgien, Frankrig, Spanien og Portugal tilsammen. Landenes totale energiforbrug i 2019 var 1932 GW. Elforbruget i 2020 var 282 GW. Det samlede effektforbrug forbrug i 2020 foreligger ikke, men elforbruget vil stadig ligge omkring 15% af det totale energiforbrug.
Vind+soleffekt i 14 lande i Vesteuropa varierer som vist i fig 1 og fig 2 i høj grad i takt.
I første kvartal 2020 varierer vind+sol mellem 7 og 45 % af elforbruget og i 2. kvartal mellem 5 og 49 % af forbruget.
Dermed er også vist, at selv en kraftig supergrid ikke kan løse det problem som vind- og solkrafts ustyrlige variation udgør.
Vind+sol leverede i 2020 i alt 59,5 GW svarende til 21% af elforbruget eller 3% af det totale energiforbrug. Solen ydede dette år i gennemsnit 14 GW. Den yder ikke om natten, varierer voldsomt i løbet af dagen og ydelsen i december er kun 1/6 af ydelsen i juli. Vindkraft varierer lige så voldsomt som solenergien, og er tilmed uforudsigelig.
Man kan godt lagre elektricitet. Det gør man f.eks. i Vianden i Luxembourg, hvor man pumper vand op i et højdereservoir ved eloverskud, og lader det løbe tilbage gennem kraftværksturbiner ved elunderskud. Man mister ca. 20 % af elenergien herved.
Ville man lægge vind og solkraft på lager på samme måde, med det formål at opnå et konstant eludbytte skulle man have et lager på 31 TWh, svarende til kapaciteten af alle Sveriges vandmagasiner. Og lageret skulle være godt 6000 gange så stort, som Vianden, der med en lagerkapacitet på 5 GWh er Europas største pumpekraftværk. (www.seo.lu). Såvel denne lagring med vandkraft som lagring i store batterier er stadig alt for omfangsrige og kostbare til ibrugtagning nu.
Størrelsen af den nødvendige danske back-up el-produktion
Som allerede omtalt får Danmark i dag en stor del af sit elforbrug dækket ved import af el fortrinsvis fra Norge og Sverige. Jo flere vindmøller vi bygger, desto større bliver vort behov for el-import og desto sværere må det forventes at blive at dække behovet. Igen spiller den betydelige samvariation af vindforholdene i Vesteuropa en stor rolle. I denne vinter har selv Sverige haft behov for elimport fra kulkraftværker pga koldt vejr og vindstille, fordi 4 nedlagte kernekraftværker er blevet erstattet med vindkraft.
Det er uklogt, at tillægsaftalen slet ikke tager stilling til behovet for dansk import af el. I Den Korte Avis er der allerede i efteråret 2020 fremhævet behovet for langtidskontrakter på mindst en given mængde el pr år for at opnå en sikker back-up til dansk elproduktion fra vindmøller til opretholdelse af vor store forsyningssíkkerhed. Når størrelsen af disse eventuelle langtidskontrakter kendes, kan størrelse og art af det nødvendige danske back-up system fastlægges.
Vore seks termiske kraftværker indgår i et sådant back-up system og må derfor forventes kraftigt udvidet med deraf følgende større forbrug af træflis, som ellers gerne skulle afvikles.
Såfremt en afvikling af forbruget af importeret træ gennemføres, bliver der behov for at producere meget store mængder brint ved elektrolyse i de perioder, hvor produktionen af vindkraft-el er større end elforbruget. Så må man tage med, at elproduktion ud fra brint vil medføre et tab på mellem 50 og 70% af den tilførte vind-el.
En mulighed, som Frankrig og Sverige effektivt har brugt, er at anvende kernekraft som CO2-fri basisenergi. Kernekraftværker bygges i dag endda i en mere sikker, moderne design med færre restprodukter end de traditionelle kraftværker. En anden mulighed er at satse på Thorium kraftværker i containerstørrelse uden mulighed for produktion af bombemateriale eller risiko for nedsmeltning. To danske virksomheder arbejder hermed, de forventer at afprøve deres Thorium-reaktorer i udlandet i 2025.
Det bliver spændende at følge den politiske diskussion om de veje, der skal følges for at opnå CO2-fri energiproduktion. Det er valget mellem enten klimakaos med black-out, eller et opgør med såvel uvidenhedsbaseret tro på den varierende energi fra vind og sol alene, som med myter fra fortidens folkedyb om risici ved kernekraft.
Brug af vindenergi ved produktion af kemiske produkter
Den danske vindø i Nordsøen tænkes at skulle fungere som samlestation for el fra havvindmøllerne i nærområdet, medens man andre steder har kunnet klare sig med en platform fremfor på en kostbar ø. Udover en havn overvejes dels en produktion af brint ved elektrolyse og dels en produktion af kemiske produkter fx benzin. Begge produktioner er principielt mulige, men fysikkens love og de manglende praktiske erfaringer ved produktion med varierende strømforsyning – eller rettere sagt de udbredte praktiske erfaringer med umuligheden af at drive en kompliceret kemiske produktion med en upålidelig strømforsyning- tilsiger begge, at det bliver vanskelige produktioner med lavt udbytte og endda i et meget barskt havmiljø.
Forfatternes beregninger viser, at produktion af brint ved elektrolyse må anses for at have den største mulighed for at kunne lykkes om end det kræver enten store brintlagre eller rørledning til land med den producerede brint. Produktion af kemiske produkter som fx benzin under så vanskelige forhold 80 km fra land vil være særdeles vanskelig med en varierende og tidvis helt manglende produktion af vindmølle-el. Yderligere vil det kræve tilførsel af CO2. Endelig vil i det højeste 25% af vindenergien kunne omdannes til benzin. Det må absolut tilrådes, at produktionen gennemregnes af tekniske og økonomiske specialister, inden den evtl. iværksættes.
Det er derfor positivt, at tillægsaftalen har en solnedgangsklausul med udløb primo 2022. ”Det er fortsat en betingelse for projekterne, at de er rentable og at der kan etableres de nødvendige udlandsforbindelser”.
Økonomi og rentabilitet
Klimaaftalen var i sig selv kaotisk og uforståelig mht. økonomi og rentabilitet. Det er derfor, som nævnt ovenfor, positivt, at det er en betingelse for projekterne, at de er rentable. Parterne noterer sig ganske vist, at der er usikkerheder forbundet med de fremtidige skøn for energiøernes rentabilitet. Her skal påpeges at det ikke er tilstrækkeligt at beregne ud fra prisen på havvindmølleparkerne, på deres ledningsnet samt på anlæg af energiøerne med produktionsudstyr og lagerfaciliteter eller rørsystemer til land. Det er også nødvendigt at medregne prisen på det endnu ikke omtalte nødvendige nationale back-up system. Dette skal være af næsten samme kapacitet som vindmøllernes elproduktion for at kunne sikre mod black-out og mod generelt ringe forsyningssikkerhed i stille vejr og ved lave eller hurtigt faldende vindhastigheder. Dets endelige størrelse vil være afhængig af, om der kan indgås faste leverings- og prisaftaler for dansk el-import. Den hidtil beregnede fremtidige elpris må anses for at være kraftigt undervurderet.
Afslutning
Tillægsaftalen er et velkomment tillæg til klimaaftalen og det er positivt, at den er så bredt politisk funderet. Men det er en fejltænkning at tro, at flere vindmøller vil gøre det muligt fortsat at ”fastholde en forsyningssikkerhed i verdensklasse” og at vi ”i stor skala for alvor skal kunne eksportere og i fremtiden lagre og konvertere grøn, dansk strøm”. Alle vore naboer bygger også vindmøller i stort omfang, så når Danmark har for meget eller for lidt strøm fra vindmøllerne, har naboerne det stort set på samme måde. Så glem drømmene om stor eleksport!
Danmark må regne med i betydeligt omfang selv at skulle bruge sit overskud af el i blæsevejr fx til produktion af brint ved elektrolyse. Ellers må en del af møllerne sættes i stå, som vi allerede har prøvet i 2020 ved mangel på el-kunder. Allerbedst ville det være at opnå forsyningssikkerhed ved langtidsaftaler med vore naboer med forpligtende leverancer uanset vejrforholdene.
Kan sådanne aftaler opnås, kan størrelsen beregnes på det nødvendige back-up system, der skal kunne træde til, når vindmøllerne ikke kan dække det danske el-forbrug. De bedste muligheder på kort sigt vil da være at ombygge de termiske kraftværker til fyring med brint i stedet for træflis eller at omsætte brint direkte til el i gasturbiner. En anden mulighed ville være kernekraft, hvor man i dag kan vælge mellem flere forskellige former. En supergrid synes ikke at kunne løse problemerne pga. den store samvariation i de europæiske landes elproduktion fra vind+sol.
Med hensyn til produktion af forskellige kemiske produkter fra elektrolyseproduceret brint har vi i Danmark ingeniørvirksomheder med op til 70 års erfaring med disse teknologier. Det synes nærliggende snarest at få disse til at udarbejde et eller flere projektforslag, så ideerne om PtX på basis af ukontrollabelt varierende vindmøllestrøm konfronteres med den tekniske og økonomiske virkelighed.
Ib Andersen, dr.med, klimahygiejniker
Søren Kjærsgaard, civilingeniør
https://www.regeringen.dk/nyheder/2021/verdens-foerste-energioe-etableres-80-km-ude-i-nordsoeen/
