RESUME
Danmark og de andre lande omkring Nordsøen og Østersøen-dog uden Rusland og England-planlægger i deres farvande at bygge 85 GW (1 GW=1 milliard Watt, = 1 milliard joule per sekund) havvindmøller til 2030 og til 2050 mere end 150 GW. Danmarks andel ca. 35 GW. I 2021 var vort gennemsnitlige el-forbrug 4,1 GW.
Udover at bygge møller til dansk forbrug ønskes: ”En stor del af havvindsudbygningen vil være med eksport til Europa for øje”. Alt skal ske med ”godt købmandsskab”.
Hvordan disse mål opnås ved salg af sekunda-el fra vore vindmøller, der står stille eller næsten stille knap 1/3 af tiden og uden den nødvendige nationale back-up el-forsyning til at klare det moderne samfunds 24/7 krav til el-forsyning, forklares ikke.
Hvordan ”godt købmandsskab” er foreneligt med anprisning af vindmøller som leverandører af ”vedvarende energi” med forklaringer om, at det altid blæser et eller andet sted, forklares heller ikke. Begge udsagn, viser vi, er direkte usande!
Planlæggerne synes ikke at vide, at vejret i vore farvande samvarierer, så alle møller på næsten samme tid har ret ens vindforhold. Det gælder både, når møller står stille eller pisker rundt i stærk blæst. Selv med kraftige kabler på kryds og tværs og med et stort antal møller vil det derfor sjældent være muligt at udveksle større mængder vind-el lokalt endsige eksportere denne til gode priser.
Idag yder vind+sol mere end el-forbruget i 15 % af årets timer. I 85 % af tiden skal der tilføres el fra andre kilder som back-up.
I fremtiden har vi regnet på 2 scenarier i 2030. I det ene er el-forbruget som i dag, medens ydelsen som planlagt for 2030 er 4,4 gange større end nu. Det betyder underskud af el i 27 % og overskud i 73 % af årets timer. I det andet scenarie har vi fordoblet vort el-forbrug, medens ydelsen er som ovenfor. Det giver underforsyning af el i 49% og overskud i 51 % af årets timer. Man kan således ikke blive fri for back-up ved at bygge flere vindmøller og solceller. Back-up behovet vokser tværtimod herved.
De danske ambitioner om vor grønne omstilling er store, men danske politikere satser åbenbart mere på at blive storleverandør af havvind-el til EU`s befolkning end på at skaffe danske el-forbrugere en sikker el-forsyning til en fornuftig pris.
De nuværende planer mangler faglig tyngde, troværdige markedsanalyser og analyse af erfaringerne med de allerede byggede møllers produktion. Planerne for Danmarkshistoriens største og dyreste projekt udrulles desværre også i små salami-bidder uden tilstrækkelig faglig og folkelig debat.
Udbygningen med vindmøller bør afhænge af den takt, hvormed det store danske behov for national back-up tilgodeses. Udbygningen med vindmøller med stor og givtig eksport for øje må betegnes som hazarderet, uden at der foretages dyberegående analyser.
På denne baggrund er Danmark gået vindmølle-amok, især med sin tro på stor lukrativ eksport af ustyrligt varierende sekunda-el. Prima styrbar og stabil el leveres af termiske værker og af kernekraftværker.
————————————————————————————————————–
Ambitiøse planer om vindmølle-el
Vi har skrevet om det før, men af hensyn til nye læsere et kort resume. På det politiske niveau går det strygende for Danmark i år med først Esbjerg deklarationen om Nordsøen og derefter Marienborg-erklæringen om Østersøen sammen med langt de fleste lande omkring disse have.
Tilsammen betyder det, at der skal bygges astronomisk mange vindmøller. I Nordsøen havvindmøller svt 65 Gigawatt (GW)=65 milliarder Watt i 2030 (med dansk andel heraf på 6-9 GW) og deres antal skal øges til en ydelse på 150 GW i 2050 (med dansk andel op til 35 GW). I Østersøen 20 GW frem mod 2030 sammen med de andre.
Den samlede produktion fra landvind+sol firedobles og havvind femdobles (havvind i dag 2,3 GW) frem mod 2030, hvor Danmark skal være nettoeksportør af grøn energi. Det betyder en mangedobling af nuværende møllers antal, da det forventes, at 230 millioner EU-husstande kan forsynes med el fra Nordsøen.
Det gennemsnitlige danske el-forbrug er 4,1 GW (2021) og vort totale energiforbrug 22 GW.
Det er godt nok mange vindmøller, der ønskes opstillet. I danske farvande vil skibsfart og fiskeri samt anden sejlads blive henvist til ruter mellem vindmølleområderne, da det er forbudt at sejle i disse. Dyr og planter i hav og på land samt dyr i luften vil få det svært.
De politiske ønsker/planer om mere grøn strøm
Den seneste delaftale mellem regeringen og et flertal af de øvrige partier om mere grøn strøm og varme er fra 25 juni 2022. Heri beskrives nøje de seneste politiske ønsker/planer:
”Danmark og Europa skal være sikrere og grønnere. Det kræver en markant udbygning af vedvarende energikilder- både frem mod 2030 og i årene efter”. Senere: ”Den markante udbygning af vedvarende energi kan bidrage med grøn strøm til både det direkte elforbrug i Danmark, eksport til resten af Europa og grøn strøm til produktionen af grønne brændstoffer til fx fly, skibe og tung transport”.
Endnu senere: ”Aftalepartierne ønsker at høste Danmarks fulde havvindpotentiale og det indebærer mere havvind både på den korte bane frem mod 2030 og på den lange bane frem mod 2050” og senere igen: ”En stor del af havvindsudbygningen vil være med eksport til Europa for øje. Aftalepartierne er enige om, at Danmark skal gå til opgaven på en måde, der forener ambitionerne om massiv grøn omstilling med godt købmandskab”.
Forfatternes analyse
Vi kan tilslutte os de to første af de ovenstående ønsker/planer, som mange i befolkningen nok også kan.
De sidste to ønsker/planer om mere havvind, stor el-eksport og godt købmandsskab ved omstillingen til grøn el er derimod problematiske. Især at Klima-,Energi- og Forsyningsministeriet (KEF) ikke klart fremlægger, at vind og sol, der normalt i dansk politik beskrives som ”vedvarende energi”, reelt ikke er vedvarende men utroligt varierende og indimellem helt fraværende.
Dette gør den utrolig vanskelig at indpasse i de europæiske elnet, der er bygget til stabil, styrbar el fra termiske kraftværker og kernekraftværker. At forvente at kunne eksportere store mængder af et udefineret, anprist sekunda-produkt og forvente, at det bliver en overskudsforretning er ikke indeholdt i begrebet godt købmandsskab.
Danske vindmøller står stille knap 1/3 af tiden og danske solceller producerer ikke el godt ½ delen af tiden. Det er så lange tidsrum uden el-produktion, at de ikke er acceptable i vort moderne 24/7 samfund, hvor mange funktioner er helt afhængige af stabil el-forsyning døgnet rundt. Derfor skal der være sikkerhed for, at der ved strømudfald altid er el til rådighed fra andre energikilder end vind+sol. Ellers går samfundet i stå (black-out). Hvordan dette undgås, er desværre ikke beskrevet i dette Danmarks hidtil største og dyreste projekt.
Alle vore nabolande definerer på deres sprog vind+sol som ”fornybar energi”, hvilket indikerer pauser uden el-produktion. Disse to ord er lidt kluntede på dansk, men man vil korrekt kunne sælge vind+sol-el som ”varierende energi” fremfor det ukorrekte ”vedvarende energi”.
Vindindustrien betegner også systematisk vind og sol som ”vedvarende energi”, selvom den må have et indgående kendskab til de stærkt varierende og indimellem helt ophørende ydelser fra dens vindmøller. Den synes dog at være tilfreds med KEF´s opreklamerende sprogbrug.
Det blæser altid et eller andet sted!
Lige fra de første møder om den danske omstilling til grøn energiforsyning har en af os deltaget i de væsentligste arrangementer, som startede under den forrige regering (Løkke Rasmussen). De første møder var domineret af ministre, rektorer fra tekniske universiteter og vindindustrien. Møderne var tilrettelagt med vindenergi som gennemgående tema og hverken fx geotermi eller kernekraft og disses muligheder som CO2-fri energikilder blev nævnt med én stavelse.
I spørgerunderne blev ofte spurgt om, hvordan man får el-forsyning fra vindmøller, når det kun blæser lidt eller er vindstille. Vindindustriens svar var variationer af: ”Det blæser altid et eller andet sted, så det er ikke et problem, hvis der er nok vindmøller”.
Vindkraft i Danmark
I adskillige år har målinger til lands og til vands vist, at dette udsagn er direkte forkert. I figur 1 nedenfor ses den danske produktion af vind el i andet kvartal 2022 for offshore vind i Danmark øst og vest lagt ovenpå hinanden. Det fremgår, at ukontrollabel, hyppig variation er et fundamentalt problem for vindmølle-el. Videre at de to farvandområder i stort omfang samvarierer. Det er derfor ikke er muligt at hente væsentlig hjælp fra andre vindmøllesektorer, når en eller flere sektorer har behov for enten at låne eller udlåne vind-el.
Iflg. figur 1 nedenfor ydede danske havmøller tilsammen i gennemsnit 1234 MW i 1. kvartal 2022, men kun 730 MW i 2. kvartal.
Vindkraft i vore nabolande
Adderer vi vindmølleydelserne i Danmark, Sverige og Tyskland er det et problem, at disse er af meget forskellig størrelse. Derfor er de gjort sammenlignelige ved at dividere ydelsen fra hver enkelt time i hvert land med dette lands årsgennemsnit og derefter gange med 1000. Herved får man enheden kW ydelse/MW årsgennemsnit. Derefter adderes de 3 landes værdier og divideres med 3 (antal lande).
I Figur 2 vises resultatet for Danmark, Sverige og Tyskland for andet halvår 2021. Det fremgår, at det heller ikke her er korrekt, at det altid blæser et eller andet sted. Der vil ikke være megen back-up at hente ved at forbinde de forskellige landes vindmølleparker. På samme tid har de alle enten en lille eller en stor elproduktion og kun sjældent er produktionen stabil og af en størrelse som el-forbruget i længere tid.
Myten om, at det altid blæser et eller andet sted kan således aflives. Vejret i Nordeuropa er ret synkront, hvilket reducerer mulighederne for gensidig støtte til vind-el produktion og for el-eksport i stort format.
Produktion af dansk havvindmølle-el
I figur 3 vises indledningsvis de varierende energiformers ydelser i % af deres nominelle kapacitet (den ydelse de er bygget til maksimalt at kunne levere). Kurven gælder for første halvår 2022. Kurverne vil være lidt anderledes i andre perioder i afhængighed af vejrforholdene.
Figur 3 illustrerer, at solceller intet yder i halvdelen af tiden og at de yder mindre end 10 % af deres nominelle kapacitet i 66 % af tiden. Årsagerne er nat, vintermørke, snefald samt meget overskyet eller regnfuldt vejr.
Landvindmøller og havvindmøller yder mindre end 10 % af deres nominelle kapacitet i henholdsvis 30 og 20 % af tiden. Tilsammen yder de mindre end 10% af deres nominelle kapacitet i 25 % af tiden.
Havvindmøller yder mest, men er også væsentligt dyrere at bygge og i drift end landvindmøller. Én GW planlagt havvindmølle flyttet på land skulle spare samfundet for en udgift på 500 millioner kroner per år.
Nutid
I figur 4 er den samlede ydelse af alle danske vindmøller og solceller i første halvår 2022 vist som % af elforbruget. Ideelt var, om vindmøllers og solcellers samlede ydelse var som forbruget- den sorte vandrette linje. Dette er imidlertid langtfra tilfældet.
I 15 % af tiden yder vind+sol mere end elforbruget og dette overskud kan sælges, bruges fx til produktion af brint ved elektrolyse eller til fx opladning af et batteri. Er der ingen aftagere må et antal møller sættes i stå for at undgå skader på nettet. Elektricitet skal bruges straks efter, at det er blevet produceret.
I 85 % af tiden er ydelsen lavere end forbruget. Der skal da tilføres ekstra el fra andre kilder (back-up) for at dække forbruget og dermed undgå strømudfald (black-out).
Overskuddet i Figur 4 (over sort linje) er i gns. 0,1 GW og underskuddet (under sort linje) udgør i gennemsnit 1,7 GW. Dette svarer til, hvad ét moderne kernekraftværk yder stabilt og styrbart 24/7 i 75 år.
Fremtid 1 med el-forbrug som i 2021 og med planlagt el-produktion som i 2030
Det er planlagt, at ydelsen fra sol og landvind øges med en faktor 4 og havvind med en faktor 5 i 2030. Ingen ved, hvor megen blæst eller solskin der er til den tid. I vort overslag har vi multipliceret tallene for 2021 med 4, henholdsvis 5 og får da nedenstående figur 5. Den blå kurve repræsenterer den tænkte ydelse fra vind+sol arrangeret efter størrelse. Den røde kurve repræsenterer det samtidige elforbrug, men der er ikke tale om et kronologisk forløb. Kurven viser, at fx på det tidspunkt, hvor ydelsen fra vind + sol er 10 GW (den blå kurve) er elforbruget 5,3 GW. Men kurven viser ikke noget om, hvornår på året de to værdier forekommer.
Baseret på tallene i 2021 opnår vi en gennemsnitlig ydelse på 8,7 GW svt. 4,4 gange ydelsen i 2021(blå kurve). I virkeligheden nok lidt mere. Dels var 2021 et dårligt vindår, og dels forventes nye møller at have lidt større effektivitet end de eksisterende.
Den røde kurve i figur 5 viser forbruget i GW time for time i årets løb, og hvert enkelt punkt på denne er samtidigt med den viste ydelse. Forudsætningerne bag figur 5 resulterer i et underskud af el i 2344 timer svt 27% af årets timer. Der vil være overskud af el i 73 % af årets timer i gennemsnit.
Fremtid 2 med dobbelt så stort elforbrug som i 2021 og med planlagt el-produktion som i 2030
I figur 6 er den blå kurve den samme som i figur 5 med ydelser i GW. Den røde linje viser den tænkte fordobling af forbruget i 2021.Men kurven er ikke en kronologisk fremstilling af ydelserne fra vind+sol.
Ydelsen fra vind og sol i 2021 var i gennemsnit 2,0 GW. Den tænkte ydelse i 2030 er 8,7 GW.
Forbruget i 2021 var i gennemsnit 4,1 GW. I 2030 er vindproduktion planlagt at være dobbelt så stor som det nuværende forbrug.
Det fremgår af kurverne, at både ved et uændret elforbrug og ved en fordobling af elforbruget passer ydelserne mildt sagt dårligt sammen med forbruget.
Til venstre i figurerne ligger ydelserne lavere end forbruget, og til højre er det omvendt. Der skal altså skaffes el andet steds fra, når forbruget er højere end ydelsen fra vind+sol. Og omvendt skal der findes et marked for strømmen, når ydelsen fra vind+sol er højere end forbruget.
Forudsætningen bag figur 6 resulterer i et underskud af el i 4262 timer svt 49 % af årets 8760 timer. Der vil være overskud af el i 51% af årets timer i gennemsnit.
Iflg. figur 5 beløber strømmanglen i tiden med underskud sig til i gennemsnit til 0,5 GW og maksimalt til 5,1 GW. I alt 4,0 TWh.
(8760 timer per år*0,455 GW = 3986 GWh = 4 TWh)
Iflg. figur 6 beløber strømmanglen i tiden med underskud, sig til i gennemsnit til 2,1 GW og maksimalt til 10,4 GW. I alt 18,4 TWh.
Konklusionen er entydig. Man kan ikke blive fri for back-up behovet ved at udvide kapaciteten for vind+sol.
Underskud af el
Ovenstående refererer til de perioder, hvor vind og sol yder under behovet.
Regeringen og især KEF-ministeren skylder os et svar på, hvor den nødvendige back-up skal komme fra, da vi nu skal afskaffe forbruget af kul, olie og gas, og forbruget af importeret træflis næppe kan fortsætte.
Dette problem om back-up for vindmøller har vi beskæftiget os med i to forudgående artikler. Se her og her.
El-teknisk ville det være langt det letteste og billigste, at erstatte vore velfungerende termiske kraftværkers 24/7 produktion af stabil og styrbar el og produktion af fjernvarme med moderne kernekraft, der producerer de samme ydelser med samme kvalitet.
Overskud af el
Der vil også være lange perioder med overskud af el fra vind+sol.
I tilfældet med uændret forbrug, figur 5, vil der i tiden med overskud være et overskud på i gennemsnit 5,0 GW, maksimalt 22,0 GW. I alt 44,0 TWh. Der vil være overskud af strøm i 6416 timer per år.
I tilfældet med fordoblet forbrug, figur 6, vil der i tiden med overskud være et overskud på i gennemsnit 2,5 GW, maksimalt 18,0 GW. I alt 22,0 TWh. Der vil være overskud af strøm i 4498 timer per år.
Strømforbruget kan ikke fordobles uden massive investeringer i strømforbrugende apparater. Elektrificeredes hele bilparken kunne man måske afsætte i gennemsnit 2 GW. Men der ville stadigvæk være ca. 2,5 GW tilovers, hvor Danmarks forbrug i alt i gennemsnit var 4,1 GW i 2021.
Regeringen og især KEF-ministeren skylder os også et svar på, hvordan en stærkt variabel overskudsstrøm skal anvendes. Et overskud på omkring 20 GW, er ikke at spøge med. Tysklands gennemsnitlige strømforbrug er således ca. 55 GW.
I princippet er det godt at tænke i eksportbaner, men der er en række alvorlige problemer at overveje. EU`s totale energiforbrug er ca. 2000 GW. (2000 milliarder joule per sekund) Heraf er 61 GW (2021) fra vind+sol.
Blandt disse forbrugere skal findes aftagere til at købe havvind i ofte store, men sommetider langt mindre mængder af et overvurderet sekunda-produkt, som er ustyrligt varierende og derfor har løbende behov for at blive justeret. Direkte erstatning med el fra andre kilder er endvidere nødvendig ca. 1/3 af tiden pga stilstand eller næsten stilstand. Det gør det meget besværligt at få vind-el anvendt i større mængder i Europas klassiske elforsyninger, som i mange år endnu vil være baseret på især fossile brændstoffer.
Nye norske studier af det irske el-net har netop vist, at vindenergi ikke er bæredygtig, når den balanceres af generatorer med fossilt brændstof.
Konkurrencen om at få vind-el afsat vil blive formidabel i blæsevejr pga de mange, næsten synkront producerende havvindmøller i Nordsøen (se Figur 2). Mange danske møller vil da skulle sættes i stå, når den begrænsede danske elektrolysekapacitet til brintproduktion hurtigt overskrides.
Behov for markedsanalyser
De planlagde voldsomme investeringer i vindmøller og kabelforbindelser mm bør naturligvis ikke realiseres inden uafhængige fagfolk har udført troværdige markedsanalyser. Forfatterne har ikke selv tilstrækkelig viden om afsætning og økonomi til at gennemføre analyser på dette område.
Vor egen konklusion er, at de nuværende planer for 2050 er et stærkt symptom på, at Danmark i dag er løbet politisk vindmølle-amok. Alle ønsker/planer er dog ikke rene drømme. De bestemmende politikere i et politisk flertal har desværre tilsluttet sig regeringens ambitiøse, men særdeles luftige planer uden at reagere på det åbenlyse behov for faglige justeringer af fysisk/kemisk/teknologisk og økonomisk karakter.
Sådanne faglige justeringer samt en politisk uafhængig, faglig analyse af de hidtidige gode og dårlige erfaringer med de allerede byggede vindmøllers og solcellers produktion er nødvendige. Dette ville sikre en effektiv eksekvering af de realiserbare dele af ønskerne/planerne til en fornuftig pris og med et sigte mod en stor og sikker dansk el-produktion med høj grad af selvforsyning.
Udviklingen af moderne elforsyning er simpelthen for kompliceret og vanskelig til alene at kunne styres af politikere uden tilstrækkelig dialog med såvel uafhængige fagkyndige som befolkningen generelt.
Sammenfattende og afsluttende er der et stort behov for en stærk fagliggørelse af de meget ambitiøse planer om udbygning med mange flere danske havvindmøller primært med lukrativ eksport for øje.
På dette grundlag må Danmark siges at være gået vindmølle-amok.
Der er større behov for at sikre tilstrækkelig back-up til de eksisterende vindmøller og til dem under opførelse end for at bygge flere møller.
Et egentligt bud på det optimale antal danske vindmøller må afvente en større fagliggørelse af de hidtil opstillede ønsker/planer og fastsættelse af et realistisk niveau for eksport af dansk vind-el.
Ib Andersen, klimahygiejniker, dr.med.
Søren Kjærsgaard, civilingeniør, 6/10 2022
