Om dansk klimaøkonomi for grøn el – kvalitativ sammenligning af havvindmøller og atomkraftværker

I klimaaftalen for energi og industri mv fra 2020 foreligger der ikke egentlige økonomiske analyser men blot overordnede budgetter for nogle aktiviteter. Regeringen, også den forrige, samt brancherne for vind- og solenergi har dog altid med stor sikkerhed fremført, at deres energiproduktion er billigere og hurtigere at bygge end kernekraftværker. Det er dog aldrig oplyst, hvordan dette er udregnet.

 

Det er nærmest skandaløst, at dette stadig hævdes i 2023, uden at man har overblik over de mange ekstra udgifter, der er nødvendige for at opnå en forsyningssikker elforsyning fra vind og sol i danske stikkontakter. 

 

Det bliver endnu værre ved, at man efter de hidtidige planer vil bygge mange flere vindmøller til havs og på land i et antal, der langt overstiger Danmarks eget behov. 

 

Der henvises til, at der herved kan opnås betydelige indtægter ved eksport af dansk grøn el. Dette gøres dog uden, at der er foretaget økonomiske analyser herunder markedsanalyser fx for salg af grøn el fra havvindmøller. Alle vindmøller er ustyrligt varierende i deres elproduktion, men Danmark har endnu ikke planlagt endsige opbygget et troværdigt back-up til vor varierende såkaldt vedvarende energi fra vind og sol. Det er planlægning i blinde blot at tro, at denne ustabile el vil kunne konkurrere på forsyningssikkerhed og elpris med styrbar og stabil el fra moderne kernereaktorer. 

 

SAMMENLIGNING AF HAVVINDMØLLER OG KERNEKRAFTVÆRKER

Det er afgørende for enhver sammenligning af vindmøller og kernekraft, at begge undersøges med samme metode. Tidligere har dette ikke været tilfældet.

 

Der er ikke lavet autoritative økonomiske kvantitative analyser af økonomierne ved bygning og drift af vindmøller og kernekraftværker og det vil være et ret stort arbejde blot at indsamle det nødvendige talmateriale. I Sverige er der dog fx offentlig adgang til svenske atomkraftværkers regnskaber. 

 

Vi har derfor valgt som et første skridt at foretage en kvalitativ sammenligning på i alt 18 vigtige karakteristika for havvindmøller og kernekraftværker. Hensigten er at opnå overblik over retning og størrelse af forskelle af væsentlig betydning for priserne for anlæg og drift ved de to forskellige metoder til produktion af grøn el. Denne sammenligning er tabellen nedenfor.

 

 

 

OM ANTAL & UDVIKLINGSTRIN, AREALBEHOV, VISUELLE GENER, STØJ OG MILJØÆNDRING, BYGGETID OG FJERNELSE

 

ANTAL & UDVIKLINGSTRIN

Havvindmøller har gennemgået mange års udvikling og seriebygges også i de nuværende monstrøse størrelser. Seriebygning reducerer den endelige byggepris. Det store problem med vindmøller er, at nok leverer de grøn el, men de gør det kun en del af tiden. Se herom senere.

 

Frankrig kunne i årene ca. 1975-1990 opføre 55-60 reaktorer, der dækkede over 70% af Frankrigs el-behov. De leverer el alle årets timer bortset fra planlagte eftersyn.

 

Et stort moderne kernekraftværk yder ca. 1500 MW, hvilket svarer til el-produktionen i en havvindmøllepark med ca. 200 af de største møller på 15 MW med effektivitet på ca. 50 % af deres nominelle kapacitet. 

 

Det finske kernekraftværk Olkiluoto 3 kostede ca. 81 milliarder DKK og yder i gennemsnit ca. 1,5 GW svarende til 54 milliarder DKK/GW. Danske havvindmølleparker kræver dyr back-up for at levere forsyningssikker el. Det gør det finske værk ikke. 

 

Den seneste danske havmøllepark, Kriegers Flak med en nominel kapacitet på 605 MW ydede i 2022 i gennemsnit 42% af dette. De gennemsnitlige månedsydelser varierede mellem 14% og 70% af den nominelle kapacitet. Vi har ikke kunnet finde en officiel pris for byggeriet. 

 

Der er en stærkt stigende interesse for mindre kernekraftreaktorer såkaldte SMR (Small Modular Reactors) der fra starten er konstrueret til serieproduktion fx med 1 reaktor pr. dag i en størrelse, der kan monteres i en almindelig transportcontainer. Flere typer af SMR er allerede tilgængelige på markedet, medens de 2 danske virksomheder, der fremstiller sådanne reaktorer vil kunne levere disse om et par år. En SMR på 100 MWe har knap 100 % effektivitet og vil kunne yde ca. som 13 kæmpevindmøller på 15 MW med knap 50% effektivitet.

 

AREALBEHOV   

Store dele af det danske havområde er allerede udlagt til havvindmøller og planlægges tilplantet med mange flere havvindmøller.  Ultimo 2022 var der 631 havvindmøller med en nominel kapacitet på i alt 2272 MW. 

 

I 2022 var ydelsen i gennemsnit 998 MW svarende til en effektivitet på 47%. I januar til oktober i 2023 ydede havvindmøllerne i gennemsnit 907 MW. Ydelserne varierede mellem 0 og 2116 MW med en standardafvigelse på 640 MW, 71% af middelværdien.

 

Et stort kernekraftværk eller en gruppe på op til ca. 15 SMR vil kunne placeres på et landareal areal svarende til et af de danske termiske kraftværker, der skal udfases pga. alder. Det eller de nye værker vil da direkte kunne udnytte det eksisterende elnet. 

 

Nogle få store kernekraftværker eller 50-100 SMR vil være tilstrækkeligt til at dække vor nationale forsyning med grøn el

 

VISUEL GENE, STØJ OG MILJØÆNDRING     

De visuelle gener og støjen fra havvindmøller vil være betydelige pga. deres størrelse og tæthed, men få mennesker er udsatte. En havvindmøllepark vil reducere vindhastigheden på læsiden med mere end 10% og denne læ-zone kan være udstrakt til mere end 100 km og da evt. nå et landområde. Effekterne heraf kendes endnu ikke. 

 

Et stort kernekraftværk vil medføre samme visuelle gener og støj som et termisk kraftværk. Men der vil ikke blive produceret sundhedsskadelig røg og der vil ikke skulle transporteres de nutidige enorme mængder brændsel til værket. Man vil også undgå brændselsbjerge, der bryder i brand og store askemængder, der skal bortskaffes.

 

SMR vil ikke give gener, specielt ikke hvis de indbygges i et nedlagt termisk kraftværk.   

 

BYGGETID  

Byggetiden fra beslutning om investering til nøglefærdig aflevering er ret ens for en havvindmøllepark og et stort kernekraftværk- ca. 7 år.  For seriefremstillede SMR vil denne tid forventeligt blive meget kortere.

 

FJERNELSE  

Udslidte havvindmøller på store arealer og med lange undervandskabler vil være besværlige og kostbare at fjerne.

 

Det vil fjernelse af store kernekraftværker også være, men det foregår på et lille areal på land. Langtidsholdbare affaldsstoffer vil kunne lagres efter aftale med fx det svenske eller finske repositorium. Svenske kernekraftværker afsætter løbende  penge til nedbrydning og deponering af affald. 

 

For SMR vil det dreje sig om små mængder af radioaktive stoffer, der kun skal opbevares i få hundrede år. Fjernelse af SMR kan centraliseres, da de i deres container let kan transporteres.

 

SAMLET SET  Disse 5 områders belastninger og forhold i øvrigt vil samlet set være ret ens for havvindmøller og for kernekraft. Dog kun så længe, man ikke indregner havvindmøllernes behov for dyr back-up. Se herom senere.

 

OM KABELLÆNGDER, OVERVÅGNING, ENERGIØER, SKIBE OG HAVNE, ELKONVERTERING, ELPRODUKTION, EFFEKTIVITET OG HOLDBARHED

 

KABELLÆNGDER   

Danmarks geografi lægger ikke op til at placere mange havvindmøller langt ude i havet mod vest, da hovedparten af el-forbrugerne er placeret på Jyllands østkyst og på de store øer mod øst. Det betyder mange lange kabler, hvoraf en stor del er dyre undervandskabler. Der er store distancetab af el. 

 

Med kernekraft på land eller i kysthavne vil denne elforsyning være nær forbrugerne, hvilket betyder korte kabler og små distancetab af el. 

 

OVERVÅGNING   

Overvågning af hundredvis af havvindmøller på store havområder og med utallige undervandskabler fra disse til koblingspunkter og videre til land vil være en enorm og dyr opgave. Det vil også gælde for såvel oprettelse og drift af militære enheder med udstyr, der kan agere i situationer, hvor sabotage eller terror truer.

 

Kernekraftværker og SMR på land og deres elnet vil være langt billigere at sikre. Forventeligt kun lidt mere end for et termisk kraftværk i dag. Måske endda mindre uden de store bunker af kul eller træflis, der kan stikkes i brand, eller olietanke der kan sprænges i luften.

 

ENERGIØER, SKIBE OG HAVNE  

Havvindmøller har behov for energiøer enten i form af egentlige øer med havn eller som olieplatformslignede konstruktioner uden havn. Disse vil være nødvendige for havvindmøllekablers sammenkobling med de kabler, der fører den producerede el til land. En energiø i Nordsøens barske havklima med op til 27 m høje bølger vil blive umanerlig dyr at bygge og vedligeholde.

 

Kernekraft har ikke behov for energiøer og heller ikke for skibe og havne, medmindre man ønsker at placere SMR i pramme og anvende dem som flydende kraftværker. Både store kernekraftværker og SMR kan kobles direkte til elnettet.

 

EL-KONVERTERING    

Udstyr til evt. el-konverteringer vil sandsynligvis behøves i havmiljøer. Derimod forekommer det uovervejet at placere følsomme anlæg for elektrolyse og PtX produktion på kunstige øer eller platforme langt ude i Nordsøen. 

 

Et elektrolyseanlæg med en kapacitet på 1 GW vil fx kræve 4800 m3 meget omhyggeligt renset ferskvand per døgn. Det vil være meget svært at oprense havvand tilstrækkeligt, hvorfor vand enten skal pumpes i rør med en diameter, der ikke kan være meget under 25 cm, eller fragtes i et ikke helt lille tankskib til opbevaring i et ikke helt lille tankanlæg.

 

Sådanne anlæg kræver pasning og det vil være er en hel del dyrere at have arbejdere langt ude i Nordsøen end på land.

 

 

ELPRODUKTION      Figur 1 ovenfor viser danske off shore vindmøllers ydelse i MW time for time i oktober 2023. At producere PtX produkter på basis af en så varierende strømforsyning er ret umuligt. Der vil nødvendigvis skulle være back-up for at sikre en stabil el-forsyning. Og hvor skal den komme fra? Det vil ikke være rationelt, at lade et kernekraftværk besørge denne. Til gengæld vil et sådant selv kunne klare el-forsyningen. Men hvad skal vi så med vindmøller på længere sigt?  

 

Store kernekraftværker og SMR leverer en stabil og styrbar elproduktion og behøver ikke en særlig back-up funktion. De kan som allerede nævnt direkte tilsluttes elnettet.

 

EFFEKTIVITET 

Ved effektivitet forstås  ydelsen i forhold til den nominelle kapacitet, dvs. den ydelse som fx en mølle er bygget til at yde maksimalt. De hidtil byggede danske vindmøllers effektivitet var i 2022 i alt 25 % for landmøller og 44% for havmøller. Effektiviteten af fremtidens vindmøller vil nok øges noget.

Store kernekraftværker og SMR har en effektivitet på ca. 90 %, ofte endnu højere.

 

HOLDBARHED   

Vindmøllers levetid er ca. 30 år, store kernekraftværker lever ca. 60 år. SMR har kun fungeret i kort tid, hvorfor der endnu ikke er et solidt erfaringsgrundlag om deres levetid.

 

SAMLET SET 

På disse 8 områder er der meget store forskelle på vindmøllegruppen og kernekraftgruppen med førstnævnte som den absolut store taber. Forskellene er så store, at de må få afgørende betydning for retning og størrelserne af såvel investeringer, drift, elpris og forsyningssikkerhed med kernekraft som stor vinder.

 

Vindmøller belastes især af deres varierende og ofte pauserende produktion af grøn el, som nødvendiggør et hurtigt reagerende grønt back-up system. Dette system skal straks kunne træde til, når vindmøllerne producerer mindre end forbruget af grøn el. Når vindmøller selv kan yde svarende til el-forbruget eller mere, står det kostbare back-up system ubrugt hen og har derfor en lav effektivitet, medmindre der er behov for og udstyr samt lagre til dette overskud af grøn el til andet brug. Det vil være svært at eksportere denne overskuds-el, da de andre havvindmøllenationer vil være i samme situation. 

 

Andre store problemer og udgifter skyldes havvindmøllernes lave effektivitet og holdbarhed samt deres behov for elkonvertering, energiøer, skibe og havne samt for overvågning og terrorbeskyttelse især i urolige tider.

 

OM ELPRIS, FORRENTNING AF LÅN, STATSTILSKUD OG MATERIALEFORBRUG

ELPRIS   

Danske elpriser er blandt de højeste i EU og selv renset for skatter og afgifter er de generelt langt højere end de svenske og tilmed meget varierende med årstid og vejr. Energistyrelsen angiver, at havvindmøllepark Horns Rev 3 vil levere strøm med en pris på 77 øre per kWh, hvilket angives at være langt billigere end andre havvindmølleparker i både Danmark og udlandet. Man kan så undre sig over at danskerne skal tvinges til ofte at betale langt over 2 kr/kWh, når politikerne samtidig ønsker at mest muligt af vort energiforbrug skal være el.

 

Prisen for kernekraft-el er ret fast og lav, bla. fordi den ikke har behov for et særligt back-up system. I Sverige har elprisen de sidste 2 år ligget mellem 22 og 35 svenske ører per kWh. ”Årsredovisning 2022” for Ringhals og Forsmark kernekraftværker gør det muligt at beregne en fremstillingspris på henholdsvis 16,2 og 23,4 øre/kWh. Heraf er de 5 øre oven i købet skatter og afgifter. 

 

Prisen på el fra SMR kendes endnu ikke.

 

Tyskland med sine mange vindmøller og solceller og lukkede kernekraftværker har høje elpriser som Danmark. For at sikre tyske virksomheders konkurrenceevne overvejes nu et tilskud til disse på 6 cent eller ca. 45 øre per kWh. Vor egen danske vindmølleindustri er også begyndt at tale om behov for statsstøtte for at kunne bevare denne industri i Danmark. 

 

Derfor er der netop nu i den grad behov for at gennemføre en dansk kvantitativ el-prisanalyse med inddragelse af alle økonomiske elementer for vindmøller og kernekraftværker, inden der træffes beslutninger om art og størrelse af de fremtidige store investeringer i elsektoren

 

RENTER, LÅN OG STATSTILSKUD    

I mange år har vindmøller haft fordel af som grøn energi at kunne opnå billige lån. Deres el-produktion blev da betegnet som grøn, medens kernekraft-el ikke blev anset som grøn. I dag er der forventeligt mindre forskelle, da de fleste lån nu må optages til markedsrente. 

 

Vindmølleindustrien har også kunnet modtage statstilskud, medens dette ikke har været tilfældet for kernekraft pga. den politiske 1985 aftale. Siden 1985 har der således ikke været teknologineutralitet på dette område, og det gælder stadig i 2023. Meget konkurrenceforvridende og udansk.

 

MATERIALEFORBRUG 

Forbruget af byggematerialer er meget stort til de mange store og høje havvindmøller såvel som forbruget af kritiske materialer som fx sjældne jordarter. Kina har et praktisk monopol på disse. Det gælder til dels også for stålfremstilling, da Kina årligt producerer ca. 1 milliard tons stål mod EU`s godt 100 millioner tons.

 

Kernekraftværker har et langt mindre forbrug af byggematerialer og allermindst er det for SMR, der er så små, at de indesluttes i en container af standardstørrelse. 

 

SAMLET SET  Gennem årene er der på disse områder givet betydelig støtte til vindmøllesektoren, medens 1985-forbudet har betydet langt ringere betingelser og dermed en bremsende effekt på en lovende udvikling af dansk  SMR-kernekraft-el. 

 

Det er derfor på tide at afskaffe forbudet mod kernekraft til energiproduktion i Danmark og i stedet få indført teknologineutralitet i den danske klimapolitik.


KONKLUSION   Den sidste og den forrige regering har sammen med vindindustrien gennem årene stædigt og stadigt fremført, at grøn el fra vindmøller er billigere end el fra kernekraft.

 

Det er dog en særdeles grønvasket forklaring baseret på tro, håb og kærlighed til vind, men uden fakta. Der foreligger ikke en beskrivelse af, hvordan deres beregninger er udført. 

 

Af ressourcemæssige årsager har vi kun kunnet gennemføre en kvalitativ analyse.   Det vil være et ret stort arbejde for uafhængige teknikere og økonomer at foretage en tilbundsgående kvantitativ analyse suppleret med fremtidsscenarier for elprisernes udvikling. Men de planlagte mange milliardstore investeringer gør det nødvendigt.

 

At bygge endnu flere vindmøller for at opnå indtægter ved betydelig eksport af vindmølle-el må betegnes som en hasarderet investering. Vore nabolande har også mange vindmøller og samvariationen i vejret i Nordeuropa medfører, at alle lande på samme tid vil have overskud eller underskud af vindmølle-el. Muligheden for gensidig hjælp ved vintermørke og vindstille er derfor stærkt begrænset.

 

På længere sigt, når den stabile og styrbare kernekraft-el bliver mere udbredt vil den forventeligt overflødiggøre vindmøllers ustyrligt varierende og tidvist pauserende el-produktion. Vælger man derimod at forsætte med vindmøller med PtX som back-up, skal der opbygges et særligt system af betydelig størrelse med elektrolysebrint lagret i store tanksystemer til anvendelse til el-produktion i vindsvage perioder. 

 

Brinten kan enten anvendes i et ombygget termisk kraftværk eller i brintdrevne el-generatorer, der dog endnu er på udviklingsstadiet. PtX omsætninger er meget energi krævende, hvorfor den vindmølleproducerede el er mere end halveret, når den anvendes i vindsvage perioder. Der bliver da en høj elpris!

 

Det amerikanske tidsskrift ”Power” har i november i år en begejstret artikel om et forsøgsanlæg i New York, hvor man har opnået strålende resultater med brint og gasturbiner. Man kunne fyre med en blanding af naturgas og brint indeholdende helt op til 20% brint, regnet på energiindhold.  

 

Så brint som back-up for svigtende vind el, er en noget oversolgt løsning. 

 

Dette i forbindelse med de mange omkostninger ved vindkraft beskrevet i tabellen betyder, at det er umuligt at forestille sig vindkraft-el som den bedste og billigste metode til at sikre Danmark en stabil forsyning af el til en fornuftig pris. Det er derfor på tide at få ophævet forbudet fra 1985 om anvendelse af kernekraft i dansk energiproduktion.

 

Det er også på tide at ophøre med at indbilde danskerne, at vindmøller er bedre og billigere end kernekraft, når denne oplysning er baseret på udeladelse af udgifter, der er nødvendige for, at den varierende og ofte pauserende vindmølle- el overhovedet er anvendelig i danske stikkontakter. 

 

Ib Andersen, klimahygiejniker, dr.med               

Søren Kjærsgaard, civilingeniør

Del på Facebook

ANDRE LÆSER OGSÅ…