HOVEDKONKLUSIONER
Resume
De planlagte kæmpebyggerier af havvindmøller i Nordsøen og nu også i Østersøen er lidet gennemtænkte. Vindkraft er ustabil og ustyrlig og der er ringe eller slet ingen vind-el produktion i ca 30% af årets timer.
Vindkraft er kun anvendelig som vigtigste nationale el-produktion, såfremt der også er et CO2-frit back-up system, der kan levere den mængde el, som vindmøllerne ikke kan producere i let eller ingen vind. Et sådant system er dyrt og kompliceret. Vi har det ikke og politikere taler aldrig derom.
Det hjælper ikke at bygge flere vindmøller i samme område. De vil stå stille på samme tid som de allerede byggede og de øger behovet for back-up.
Nordsøens vindmøller opfører sig som eet samlet system, hvor alle landes havvindmøller næsten synkront producerer el. I stille vejr vil det samlede back-up behov efterhånden blive enormt i takt med, at stadig flere vindmøller bygges.
Vore nuværende gode back-up muligheder fra nordiske vandkraftværker og fra andre nabolandes el-systemer reduceres kraftigt nu og i de kommende år, da alle lande får behov for at bruge denne back-up til egne vindmøller. Mange lande, herunder Danmark, skal endvidere erstatte deres enten fossilt eller flis-fyrede termiske kraftværker med reel CO2-fri el-produktion. El-import vil blive meget efterspurgt og dyr. Det er derfor fornuftigt snarest at få opbygget en dansk egenproduktion af CO2-fri back-up til vindmøller og solceller.
Der er to indlysende muligheder. Den første er en dansk brintøkonomi baseret på elektrolyse af overskuds-el fra vindmøller og solceller. En uprøvet teknik, der betyder enorme brintlagre og et energitab på ca 70% ved omdannelse af el til brint og senere af brint til el. Det bliver kostbar el!
Den anden mulighed er moderne 4.generations kernekraft konstrueret ud fra rene sikkerhedshensyn. Enten som fx 2 seriebyggede reaktorer a 1-2GW eller som fx et større antal samlebåndsproducerede minireaktorer i villastørrelse. For begge betyder serieproduktion store reduktioner i pris og byggetid. Kernekraft yder billig, stabil og styrbar el 24/7 i ca 75 år og har ikke behov for særligt back- system.
Vindmølle-el må betegnes som en oversolgt sekundavare indtil der er bygget en dansk CO2-fri back-up hertil, der kan sikre høj forsyningssikkerhed og fornuftige, stabile el-priser.
Blot at bygge mange flere vindmøller løser ikke de danske energiproblemer hverken i dag eller i fremtiden.
———————————————————————
Udviklingen i Nordeuropa
Verden er langsomt på vej i en omstilling fra fossile brændstoffer til brændstoffer med CO2-fri energiproduktion. Danmark (DK) ønsker at være i førertrøjen og den foreløbige politiske kulmination er den i foråret 2022 underskrevne Esbjerg deklaration. Heri har vi med Tyskland, Holland og Belgien besluttet at etablere mindst 150 GW havvindmøller (hvm) i Nordsøen inden 2050.
35 GW heraf skal bygges i dansk farvand for ca 1000 milliarder danske kroner. Som illustration af disse tal har DK allerede opstillet hvm med en nominel kapacitet på 2,3 GW. Til sammenligning var vort totale elforbrug i 2021 i gennemsnit 4,1 GW varierende fra 2,1-6,4 GW. De 1000 milliarder svarer til 47 Storebæltsbroer. Det er således et enormt projekt, vi er på vej ind i.
Hertil kommer 30 august 2022 Marienborg aftalen med de øvrige østersølande om en tilsvarende enorm havvindmølleudbygning i Østersøen. Den vender vi senere tilbage til i en særlig artikel.
Klogt projekt i Nordsøen?
Selvom danske vindmøller har været og stadig er af meget høj teknisk kvalitet er det blot mere af det samme at bygge endnu mange flere hvm. Udover de fire landes møllebyggeri bygger Norge og England også flere hvm. Nordsøen vil blive tilplastret med vindmøller og ødelagt som naturområde.
De ekstremt høje energipriser på vindstille dage i august måned 2022 sammen med flere andre omstændigheder har tydelig vist, at det nuværende danske back-up system til vindmøller og solceller er helt utilstrækkeligt. Vi finder det dybt bekymrende, at der ikke er foretaget en realitetskorrektion af dansk energipolitik baseret på flere års dårlige erfaringer med de allerede opstillede møllers el-produktion.
Efterfølgende vil vi kun beskæftige os med resultaterne af vore egne analyser af de nyeste meteorologiske, fysisk-kemiske og tekniske aspekter af dansk energipolitik om hvm.
Vindkraftens handicaps
DK og vore nabolande arbejder på fuld kraft hen mod stærkt elektrificerede samfund. I disse vil nedbrud i el-forsyningen medføre, at mange dagligdags funktioner som kørsel, vareproduktion, betalinger, brug af data, kommunikation mv vil blive afbrudt og de vil være vanskelige og tidskrævende at genoprette. Forsyningssikkerhed for el 24/7 er derfor afgørende vigtig i et højt elektrificeret samfund, hvilket taler for en betydelig grad af selvforsyning.
Vindkraften har her en række handicaps: Ustabilitet og ustyrlighed, lav kapacitetsudnyttelse, meteorologisk ensartethed i Nordsøen og usande anprisninger.
Figur 1 ovenfor viser time for time de danske havvindmøllers ydelser i MW i perioden januar-juni 2022. Det fremgår klart af figuren, at det er helt forkert, at betegne vindmølle-el i DK som: ”vedvarende energi”.
Ustabilitet
Dette uudryddelige handicap betyder, at en indsatsklar back-up af styrbar elproduktion af næsten samme kapacitet som vindkraften altid skal være til stede til hurtig indsats. Ønsker man vindkraft må man også have et back-up system. Et sådant er imidlertid kompliceret og dyrt at bygge. Det er også dyrt altid at skulle have 2 systemer kørende med én og samme funktion: el 24/7 i danske stikkontakter. Ingen politikere eller myndigheder har dog hidtil vist interesse for etablering af en tilstrækkelig CO2-fri back-up funktion.
Ustyrlighed giver sig selv. Vi kan ikke styre vindens kraft, men må tage til takke med, hvad naturen tilbyder. Uden tilsætning af styret energi fra andre energikilder ville vind som i Figur 1 ikke være brugbar i danske stikkontakter.
Lav kapacitetsudnyttelse
De nyeste vindmøller angives at have en nominel kapacitet på 15 MW. Man kan naturligvis ikke sige noget præcist om, hvad de vil yde i praksis. 55% af den nominelle kapacitet kunne være et reelt bud.
De danske havvindmøller med en nominel kapacitet på i alt 2297 MW ydede i første halvår af 2022 i gennemsnit 974 MW, 43% af den nominelle kapacitet, varierende mellem 0 (NUL) og 1754 MW.
Det er vanskeligt at udtrykke konklusionen af figur 1 med få ord eller tal, men man kan sige, at vore vindmøller i første halvår af 2022 kun ydede mellem ca. 0 og 1/6 af deres nominelle kapacitet i en tredjedel af tiden. Et normalt år indeholder 8760 timer, hvoraf der vil være 1920 timer, hvor vindmølleydelsen ligger mellem 37 MW og 1327 MW, hvor den nominelle kapacitet er 7964 MW.
Forbruget i første halvår 2022 svingede mellem 2455 MW og 5834 MW med en middelværdi på 4088 MW. Så vindkraft alene kan umuligt levere et lands elforbrug. Der kræves et back-up system. Hidtil har vi kunnet glæde os over norsk og svensk vandkraft og andre landes fossile værker og atomkraftværker. Dette vil dog ikke række, når vindmøllekapaciteten i bl.a. Nordsøen mangedobles.
Nordsøens meteorologiske ensartethed
Danske politikere har altid regnet med, at der kan tjenes mange penge ved eksport af el fra de mange danske hvm i Nordsøen. Hovedargumentet er, at ved lav eller ingen el-produktion i et område, vil der være overskud i et andet område, så man kan bistå hinanden ved udveksling af el. Det er imidlertid ikke tilfældet, når man analyserer hvm`s ydelser.
Figur 2 og 3 viser time for time danske+tyske+hollandske+belgiske Nordsø-hvm`s ydelse som % af det samlede gennemsnit i første halvår 2022. Det fremgår, at der ikke er basis for den forventede store gensidige udveksling af el. Når det blæser, har alle tilstrækkelig vind-el og når det enten ikke blæser eller blæser lidt til moderat har alle brug for deres egen vind-el. Nordsøens vinde er meget synkroniserede og kan nærmest betegnes som eet samlet system. Fremfor samarbejde om vind-el udveksling vil der i fremtiden blive kapløb om at være hurtigst til at købe back-up fra styrbare el-produktioner som fx vandkraft-, termiske- eller kernekraft-værker i Nord-Europa. Med den store planlagte udbygning af hvm i Nordsøen og nu også i Østersøen, vil konkurrencen vokse endnu mere. Derom senere.
Usande anprisninger
Det kræver stor frimodighed at betegne en energiproduktion som vist i Fig 1 som vedvarende. At gøre det er en stærk anprisning defineret som en sælgers fremhævelse af positive egenskaber ved et projekt, uden at der er et reelt indhold.
Ingen danske sprogforskere kender til ordets oprindelse, men det formodes at være undfanget blandt salgsfolk/spindoktorer. På svensk, tysk og engelsk betegnes vindenergi korrekt som henholdsvis ”fornybar”, ”erneubar” og ”renewable”, der klart udtrykker, at der er pauser i vindydelsen.
For at øge den sproglige forvirring har vi i Figur 4 med en rød, vandret streg indlagt de belgiske kernekraftværkers el-produktion i februar-marts 2022 og den samlede vindkraft i Nordsøen fra de fire lande i Esbjerg aftalen (den varierende kurve). Det ses, at kernekraft langt mere fortjener betegnelsen ”vedvarende”, end vindkraften gør!
Vindmølleindustrien fortæller altid om, hvor mange husstande, der nu kan forsynes med el fra en eller anden vindmøllepark. Det gøres ved, at vindmølleparkens forventede reelle kapacitet divideres med en dansk husstands behov på 4600 kWh/år.
Man glemmer imidlertid at fortælle, at i ca 30% af årets timer, hvor der kun er ringe eller ingen elproduktion fra vindmøller, får disse husstande deres el fra andre el-producenter herunder ved el-import fremfor fra vindmøllerne. Dvs igen en anprisning fremfor reel oplysning.
Nuværende og fremtidig back-up
Hidtil har den danske forsyningssikkerhed været imponerende høj pga gode muligheder for i vindstille eller svag vind (såkaldte vindhuller) at udfylde disse ved at mikse el fra forskellige back-up systemer til vindmøllernes el-produktion.
Vore faste back-up`s er de seks stabile og styrbare termiske kraftværker. De fyrer med træflis, som efterhånden ikke regnes som såkaldt vedvarende energi. Når værkerne planlagt udfases pga af alder inden for det næste tiår, forsvinder denne gode back-up. Der er ingen kendte planer for, hvordan disse evtl skal erstattes. Biogas kunne være en mulighed, men den er så efterspurgt til andet, at det ikke forventes.
I udlandet har DK i mange år kunnet trække stabil og styrbar el fra norske og svenske vandkraftværker, men da begge lande selv bygger vindmøller får de brug for mere vandkraft som deres egen back-up. Norge overvejer allerede nu, at skrue ned for sin el-eksport.
Der er stor og stigende efterspørgsel fra vore andre nabolande efter nordisk vandkraft-el. Kabler er lagt til Polen, Tyskland, Holland og England. DK synes dog ikke at bekymre sig om eller planlægge for den stadig større konkurrence om denne nemme back-up. Måske fordi vi også importerer el fra Tyskland og England. Disse bygger mange hvm og får derved selv stigende behov for back-up.
De sidste 14 år er vor nettoimport af el steget næsten parallelt med vor udbygning af vindkraften. I 2021 var vor import i gns 556MW dvs 13% af vort forbrug. I figur 5 vises månedsgennemsnittene for total dansk vindkraft og vor nettoimport i 2021.
Det fremgår, at vi i perioder med ringe vind allerede nu har behov for at øge vor el-import. Det betyder høje el-priser i disse perioder; i fremtiden må priserne forventes at vokse yderligere, da vore nabolande i stadig større omfang får behov for el-import til back-up.
Såfremt vi skal sikre os imod periodevis høje elpriser og bevare den høje forsyningssikkerhed må vi have en større egenproduktion af el fra et dansk back-up system. Ellers får vi samme afhængighed af el-børsen, som vi havde af gas, da hele Nord-Europa importerede russisk gas.
Alligevel interesser danske politikere og myndigheder sig kun for at få bygget flere vindmøller, medens det er langt mere påkrævet at få bygget tilstrækkelig CO2-fri back-up til de eksisterende vindmøller (og solceller). Derved kan vi opnå en større selvforsyning og en lavere og mere stabil elpris. Aktuelt er der to muligheder: brint-produktion og/eller kernekraft.
Brintproduktion ved elektrolyse kan omdanne overskuds-el til brint, som lagres i store tanke til brug i brintdrevne el-generatorer på dage med ringe eller ingen vind. Der er dog flere ulemper herved. Processen er ikke afprøvet med vindmøllernes stærkt varierende el-produktion og på de ca 30% af året, hvor vinden er svag eller i nul, vil der ikke være brintproduktion. Monstrøst store brintlagre vil være nødvendige for at sikre tilstrækkelig back-up fra brintdrevne el-generatorer.
Endelig er der et energitab på ca 70% ved omsætningen af el til brint og tilbage til el. Anlæggene vil være dyre at bygge og drive, hvilket betyder en høj produktionspris, som skal adderes til elprisen ved roden af vindmøllen, som er den eneste elpris som danske politikere omtaler. De første små anlæg til denne proces er under bygning, men der vil gå adskillige år inden tilstrækkelig kapacitet til brintfremstilling er nået.
Går man videre fra brint til PtX produktion vil man få yderligere energitab. Vi vil ikke omtale dette, da der vil gå rigtig lang tid inden fornuftige priser opnås.
Kernekraft som back-up er jo nærmest unævnelig i DK. Da 10 % af vor el-import allerede i dag er kernekraft, vil vi dog beskrive enkelte væsentlige fakta. Først og fremmest er det ikke rimeligt, at danske politikere fortsat benægter de store internationale organisationers vurdering af, at kloden aldrig ville kunne undgå Paris-aftalens mål om en max temperaturstigning på 1,5 grader C i 2050 uden at bruge kernekraft. Det gælder også for DK!
Der er gode erfaringer med kernekraft fra klodens 440 kernekraftværker i 32 lande. Ingen af disse har givet anledning til tab af menneskeliv. Eneste undtagelse er det dårligt konstruerede og dårligt drevne Tjernobyl-værk.
De reaktorer, der bygges i dag. er 4.generations værker konstrueret for at opnå maksimal sikkerhed og især maksimal passiv sikkerhed uden menneskelig indgriben. Der vil stadig være affaldsstoffer, selvom brændslet udnyttes bedre, men Sverige og Finland har nu bygget sikre langtidslagre. Andre brændsler end uran, som fx Thorium, kan reducere affaldsproblemerne yderligere.
Fordelen ved kernekraft er dens ydelse af styrbar konstant CO2-fri energiproduktion i form af el og varme. Derfor er der ikke behov for et særligt og kostbart back-up system som til vindmøller og solceller. Levetiden er 60-75 år mod 25 år for vindmøller.
Såfremt DK ville overveje kernekraft, er det i dag muligt at vælge fx seriebyggede store reaktorer med en ydelse på 1-2 GW. De fremstilles i Syd-Korea. En anden mulighed er containerstore 100 MW reaktorer som to danske virksomheder har specialiseret sig i at samlebåndsfremstille til brug i udlandet. Samlebånds- og serie-produktion betyder lav byggetid og lav byggepris, så de bliver af samme størrelsesorden som ved hvm-parker. I normal drift er elprisen for kernekraft så lav som 20-30 øre pr kWh 24/7 uanset vind og sol.
Det tog ca. 15 år at bygge den finske reaktor Oulkiluoto 5, da byggeriet var ramt af flere uheld. Men Finland fik herved øget sin el-forsyning mere end tilvæksten i dansk vindenergi i samme periode. Et regnskab for hvad det har kostet at udbygge den danske vindkraft efterlyses.
Dansk anvendelse af moderne kernekraft som back-up til vindmøller og solceller ville sikre os en meget høj selvforsyning af billig, prisstabil, styrbar og kontinuerlig el til stort set samme byggepris som hvm. Antallet af vindmølle- og solcelleparker kunne da reduceres og behovet for en særlig og kostbar brint-teknisk back-up til disse ville forsvinde.
Afslutning
Der er således adskillige vigtige problemer i dansk energipolititik, som der meget snart skal tages politisk stilling til. Blot at bygge mange flere vindmøller i Nordsøen løser ikke de danske energiproblemer!
Ib Andersen, klimahygiejniker,dr.med. Søren Kjærsgaard, civilingeniør.
