Ekspert: Vindkraft er konkurrencedygtig med al anden elproduktion
Vindmøller er for alvor på vej ind i energiforsyningen globalt. Ekspert i vindkraft, Birger T. Madsen skrev i svar til Ingeniørens læsere blandt andet at vindkraft er fuldt ud konkurrencedygtig med al anden elproduktion på markedet.
Fakta
Læs også
Klima-bekymring og høje energipriser har indenfor de sidste par år givet vindkraften et vældig skub fremad. Og efterhånden er vindmøllerne i brede kredse accepteret som en væsentlig bidragyder, når det gælder om at reducere CO2 udslippet og mindske brugen af de fossile brændsler i energiforsyningen.
Så meget er der sket det seneste år, at et af verdens ældste konsulentfirmaer indenfor vindmøllebranchen og –markedet, BTM Consult, nu mener, at en tyvedobling af vindkraftkapaciteten om 20 år er temmelig sandsynlig.
En tyvedobling betyder, at vindkraft i 2030 vil kunne dække 17 procent af det globale el-forbrug. I dag dækker kernekraft og vandkraft henholdsvis 14 pct. og 16 pct.
Bag de nye scenarier står som nævnt BTM Consult, som er et lille konsulentfirma med et indgående kendskab til vindkraftbranchen på verdensplan. Firmaet blev grundlagt i 1986 af Birger T. Madsen og hans partner, Per Krogsgaard, og de sidste ti år har firmaet udarbejdet en grundig, årlig analyse af vindkraftmarkedet, som ofte citeres og refereres.
Birger T. Madsen, som er uddannet maskiningeniør og tidligere har arbejdet i syv år i den danske vindkraftbranche, svarede den 2. november på læserspørgsmål om vindkraft.
»Status er ifølge de kilder, vi støtter os til, at vindkraft er konkurrencedygtig med næsten al anden elproduktion«, skriver Birger T. Madsen blandt andet i svar til Ingeniørens læsere.
Læs alle Birger T. Madsens svar nedenfor.
Det er ikke længere muligt at stille spørgsmål til Birger T. Madsen
Dang Le
Hvordan ser det ud med afskaffelse/genbrug af udtjente/forældede møller? Kan materialerne genbruges?
Birger T. Madsen
Svar:
Langt de fleste materialer fra en vindmølle kan genbruges uden problemer. Langt hovedparten udgøres af stål og beton (fundamentet). Det eneste uløste område er genbrug af glasfibervingerne. Dette er endnu ikke løst tilfredstillende. Flere firmaer arbejder på sagen bl.a REFIBER A/S som via pyrolyse først udvinder gas fra plasten siden kan genbruge glasfibrene. Det er imidlertid ikke rentabelt pt. Da det er billigere at deponere materialet i affaldsdepoter. Lovgivning der tager hånd om problemet er ikke på plads i Danmark.
Lars Christoffersen
Hvor meget forskes der egentlig i Energiopbevaring, som vel langt hen ad vejen er forudsætningen for en effektiv udnyttelse af vind energi? Er der konkrete realistiske projekter af en størrelse som kan gøre en foreskel. Eller kunne man forestille sig at man udbyggede vindkraften med overkapaciet, således at behovet kan dækkes i fx. 75% af tiden og så laver hurtigt startende anlæg (gasturbiner) til perioder med vindstille?
Birger T. Madsen
Svar:
Jeg er ikke bekendt med alle tiltag mht. forskning i energilagring, men mange metoder er i spil. Eksempelvis: Trykluft lagre i underjordiske kamre, Pumpelagring hvor man pumper vand op i et højt liggende bassin, for senere at hente det ned igen når det ikke blæser. Elektriske lagringsløsninger er endnu ikke rentable, men en udbygning med el i biler vil skabe et meget stort lager for vindkraftel og elbilerne skal jo have et batteri ombord. Elektro-kemiske lagringsmetoder har også været forsøgt – Redox batterier. De meste oplagte løsninger er i dag og på kort sigt: 1) En bedre samkøring af eksisterende vandkraft og vindkraft 2) Øget brug af varmepumper og varmelagre (ved fjernvarme værker) til rumopvarmning (erstatter olie/gas) og 3) en stor flåde af elkøretøjer.
Lars Kenneth
Er vindkraft ikke på vej til at blive en mindre betydende alternativ energikilde. Der er kommet meget fart på en lang række andre energikilder som i flere tilfælde er nemmere at få til at passe i forhold til forbruget og som ikke er så omkostningsfulde i drift.
Det er jo ikke muligt at få vindenergi til at give overskud uden at der tilføres offentlige midler.
Birger T. Madsen
Svar:
Vindkraft er ikke på vej til at blive en mindre betydende alternativ energikilde. Vinkraften dækker på globalt plan 1,3 % af verdens elproduktion og tallet er stigende. I 2008 var vindkraft den elkraftteknologi der blev sat mest op af (målt i MW kapacitet) i både Europa og i USA. Den gns. vækst i ”ny årlig installation” har ligget på 25 % p.a de seneste 5 år (2004-2008). Mht. afhængigheden af tilskud, så er det sådan at alle vedvarende energikilder bliver subsideret på et eller andet niveau fordi samfundet har ønsket C02 fri elproduktion, det får man ikke fra kul, gas og olie. Sammenligner man økonomien i vindkraft med andre elprodutionsteknologier som opfylder betingelsen, ikke at udlede CO2 i driften, så er vindkraft den absolut billigste metode. Vindkraft kan på gode placeringer konkurrere med gas og olie, men ikke helt med kul endnu.
Henrik Mathiesen
Hvilke vindmølleteknologier anser du har størst potentiale til at reducere prisen per produceret kilowatt-time de næste 20 år og hvorfor?
Birger T. Madsen
Det er vanskeligt at svare på, men den 3 bladede hurtigløber med rotoren up-vind og med et transmissionssystem bestående af gearkasse og hurtigløbende generator er i dag det helt dominerende koncept (90 % af verdensmarkedet).
Der udvikles i dag såkaldte ”direct drive” maskiner, som ikke har gear men i stedet en mangpolet og derfor langsomløbende generator som oftest med permanent magneter og ikke viklede spolrer. Disse koncepter har dog pt. En begrænset markedsandel. Undtagelsen er den tyske producent ENERCON som siden 1993 har kørt med ”direct drive” med en mangeplolet generator som ikke er af permanent magnet typen. Den pågældende leverandør har i mange år haft en markedsandel på 10-12 %. Andre koncepter som f.eks 2-bladede møller som har rotoren placeret bag tårnet i forhold til vindretningen har været bygget for 10-15 år siden og vil teoretisk kunne bygges billigere. I virkelighedens verden sker dog det at det mest udbredte koncept nyder fordel af en veludviklet ”supply-chain” og de fordele det giver mht. at holde kostprisen i ave.
Robert Jensen
Hvad er i øjeblikket den begrænsende faktor for en vindmøllefabrikant, som ønsker at øge sin produktion?
I lang tid blev der nævnt begrænsninger hos underleverandører af blandt andet gearkasser og generatorer - er dette stadig et problem? Hvad med vingeproduktion, er både de producenter som laver deres egne vinger og de som køber hos underleverandører i stand til at få alle de vinger, de har behov for?
Birger T. Madsen
Svar:
Den mest begrænsende faktor lige nu er muligheden for kunderne til at optage langtidslån til deres projekter. Det skyldes overordnet finanskrisen og de deraf følgende reorganisering af finanssektoren. Mange af de internationale banker som var hovedaktører mht. projektfinansiering af store vindmølleparker eksisterer ikke mere (ikke pga. långivning til vindkraft!!). Det betyder at nye banker skal lære hele processen omkring økonomiske analyse af projekter, risikokovurdering mv. og det tager noget tid. Mange store vindkraftprojekter er jo i ”Storebæltsbro – størrelse”, det betyder at långivningen kommer fra konsortier der kan bestå af mange banker og det komplicerer processen i forbindelse med långivning. Der er dog en forventning til at denne situation normaliseres i 2010. Branchen har mærket problemet ved en betydelig mindre ordreindgang end for blot 1-2 år siden.
Vedr. vinger så bliver de fleste vinger lavet in-house idet næsten de største producenter har egen vingefabrikation. Det gælder VESTAS, SIEMENS, ENERCON. Andre har delvis egenprodktion. Den største uafhængige leverandør af vinger er LM Glasfiber A/S, der levere 25-30 % af alle de vinger der bliver brugt i verden. Der er opbygget betydelig produktionskapacitet, så vinger bliver ikke en mangelvare de nærmeste år.
Martin Rasmussen
Et af vindkraftens problemer, er som bekendt at det ikke altid blæser når man har behov for strøm, eller modsat, blæser for meget, når man ikke har brug for strøm.
Der findes 2 nærligende måder hvorpå 'man' kan udjævne disse ting, ved henholdsvis et supergrid og ved "konvertering af strømen til bedre egnet lagrings energiformer".
Med din ekspertise, hvad mener du så er bedst at satse på af disse to, og ikke mindst, hvad tror du politikerne vælger - og hvorfor?
Birger T. Madsen
Svar:
Det er rigtigt at opbygningen af Supergrids i Europa, USA og Kina er en nødvendighed for at hente vindenergien fra de steder hvor det blæser til de steder hvor forbruget er. Jeg mener dog ikke at Supergrids og lagringsteknologi er hinandens modsætninger. Der er brug for begge dele. Når vindmøllerne er fordelt over et geografisk stort område har det en udjævnene effekt på den samlede produktion. Mht. lagringsmetoder henviser jeg til mit svar til Lars Christoffersen. Du spørger hvad jeg tror politikkerne vælger. Det er svært at vurdere, men jeg mener de bør vælge begge dele. Det betyder at de skal være rede til store infrastruktur investeringer i form af net/transmission og de skal være rede til at subsidiere/favorisere elbiler i en periode. Det sidst er et ”tungt emne” i Danmark hvor samfundsøkonomien er blevet helt afhængig af afgifts provenuet fra bilerne (fra de bliver købet til de bliver skrottet hentes milliarder af kr, i form af afgifter).
Boe Carslund-Sørensen
Har forfatteren af et blokindlæg på ing.dk ret i denne konklussion:
"For at føje spot til skade er el-priserne i Danmark nu blevet så voldsomme, at kommuner i økonomisk krise, bl.a. Kolding Kommune, er tvunget til at slukke for gadebelysningen i hele kvarterer. Gadebelysning har ellers vist at være et af de væsentligste elementer, når man vil undgå kriminalitet.
Man fristes derfor til at konkluddere, at de danske bestræbelser kun har resulteret i dyr strøm til forbrugerne, men ikke i nogen væsentlig mindskelse af CO2-udledningen. Altså at 'den danske model' er gået helt galt."
Birger T. Madsen
Svar:
Jeg er lodret uenig i denne konklusion. Specielt i Danmark har vi på det seneste hørt om hvordan for megen elproduktion fra vindkraft presser elprisen helt i bund – til skade for de der investeret i møllekapaciteten, men til gavn for firbrugerne herunder også for Kolding Kommune. Mht. CO2 reduktions effekten fra vindmøller, så leverer vindmøller i dag ca. halvdelen af den reduktion som Danmark forpligtede sig til at reducere med iht, Kyoto aftalen.
Martin Herløv
Kære Birger,
Du svarer idag på spørgsmåli et forum som ikke forbigår nogen anledning til at føre debatter om vindkraft over i en diskusion om kernekraft.
Har BTM beskæftiget sig med totalberegninger af økonomien i de forskellige energiformer, inklusive de mindre kvantificerbare, som miljø og sundhed?
Med venlig hilsen,
Martin
Birger T. Madsen
Svar: Nej vi laver ikke den type økonomiske analyser, men vi forsøger da at holde os orienteret om hvad andre kvalificerede folk finder ud af. Status er ifgl. De kilder vi støtter os til, at vindkraft er konkurrencedygtig med næsten al anden elproduktion (dog ikke etableret vandkraft). Det kan knibe at konkurrere med kul fra et ældre værk. Hvis ”CO2-omkostningen” var indregnet konkurerer vindkraft fint med kulkraft. En engelsk analytikker, David Milborrow, laver en gang om året en økonomisk update som offentliggøres i magasinet Wind Power Monthly. Denne analyse giver et godt billede af situationen vind versus andre elproduktionsformer, herunder gas, kul og atomkraft.
Inge-Mette Kjemtrup
Hvorfor har en vindmølle netop tre vinger? Jeg ved der findes mindre møller med kun to vinger, men hvorfor har alle de større møller tre vinger?
Birger T. Madsen
Jo færre vinger der er på en mølle des hurtigere skal den roterer og des mere urolig gang har den. To vinger er midre en 3, men giver til gengæld en mere ustabil gang. Flere vinger en tre vil medføre lavere omdrejninger og mere rolig gang. Udviklingen siden 1970’erne har fundet frem til den 3 vingede som det optimale ved vægtning af rotor-dynamik overfor fremstillingspris.
Boe Jørgensen
Som de glade ejer af 12 vindmølleanparter gennem en halv snes år, har vi bemærket at der kan være problemer med gearkasser. og transformere.
Hvordan går det med udviklingen af vindmøller uden gearkasser??
Bitten og Boe
Birger T. Madsen
Der pågår en løbende udvikling af møller uden gear. Der er omkring 5-10 koncepter på vej som er nået til stadiet af 1 MW eller større prototyper. Hvor det ender økonomisk i forhold til det gængse ”danske koncept” er svært at sige nu. Transformer udviklingen er jeg ikke opdateret på.
Gunner V. Nissen
Møllernes ydelse stiger i MW, men kan der siges noget om forventningerne i antal nye møller på vendensplan indtil 2020 og 2030. Er der også indikationer af hvor i verden denne produktion og opsætningen forventes.
Birger T. Madsen
Svar:
I 2008 var den gns møllestørrelse opstillet på ca. 1,5 MW dvs. at de 28,200 MW opstillet i 2008 bestod af samlet ca. 18.800 vindmøller. Trenden er at møllerne stadig vokser. Det kan således forventes at den gns. Mølle om fem år vil have passeret de 2,0 MW. Der er dog steder i verden hvor der stadig vil komme mange møller op i 750 – 1000 kW størrelsen (Indien & Kina).
Per A. Hansen
De 17% af det globale elforbrug, er det beregnet af elforbruget pr. 2009?
I 2030 er der efter planerne 500 a-værker i drift, det vil sikkert betyde en andel på godt 20% af elforbruget.
Hvsi vind-andelen skal vokse 20%, så øges problemerne med overproduktion i perioder med optimal vindforhold, og el-mangel i perioder med svag vind eller i stormvejr.
Hvad vil du pege på bliver løsningen på disse ustabile forhold, hvad er der igangsat af løsningsmodeller?
Der kan vel også blive problemer med reaktiv effekt og netstyring?
Birger T. Madsen
Svar : De 17 % dækning som er beregnet i vores scenarie er naturligvis 17 % af den forventede elproduktion i 2030 iht. IEA/WEO (International Energy Agency/World Energy Outlook). Og elproduktionen er iht. til samme kilde ca. 75 højere i 2030 end den er i dag. Det med styring af produktion/forbrug ved høj vindkraftandel er et reelt problem og en af de største udfordringer for vindkraften. Vi er dog i Danmark lykkedes med at tæmme 20 % vindkraftel i vores elsystem, omend der stadig er udfordringer der skal løses.
Vedrørende antallet af atomkraftværker, så er der mig bekendt ca 50 reaktorer under opførelse pt. Og der er i dag ca. 450 reaktorer i drift. Iht. IEA/WEO vil atomkraft i 2030 producere næsten 50 % mere end i dag, men pga. føromtalte stigning i elproduktion vil atomkraftens andel kun udgøre ca. 10 % (mod i dag ca. 14 %) Atomkraftens bidrag er altså vigende. Vindkraftens er stigende og som sagt op omkring 17 % i BTM’s Scenario.
Det sidste du anfører med reaktiv effekt og netstyring er ikke et område jeg kender til i dybden. Men netop bestræbelserne på at få møllen til at fungere i optimalt samspil med nettet og nettets karakteristika er højt prioriteret på forskning og udviklingssiden. Fremover vil næsten alle store møller være udstyret med 100 % power konvertering (kraftelektronik) og kan dermed reguleres helt individuelt i forhold til hvad der er bedst for omgivelsene (nettet) i hvert øjeblik også i stand til at stablisere nettet i en situation med ustabilittet f.eks spændingsfald o.l.
john jørgensen
Er det kun mig der ikke hører noget til vindmøllelaug mere?
Netop disse fællesmøller er vel en af vejene til at formindske NIMBY-effekten? (not in my back yard).
Birger T. Madsen
Svar: Nej det er ikke kun dig der spørger til vindmøllelaug. P.g.a af de førte politik mht. afregningspriser har der siden 2002 ikke været det helt store incitament i at rejse fællesmøller. Udviklingen har været sat helt i stå. Den begyndende opstilling af møller nu stammer bl.a fra nedtagning af gamle møller og dermed ret til skrotningsbeviser som kan bruges til at opnå en højere betaling for nye møller (erstatningsmøller). Elselskaberne har været hovedaktør og projekterne er ofte så store at en evt. deltagelse af folk som bor i nærheden af møllerne kun vil udgøre en lille andel af den samlede investering. Jeg vil anbefale at du kigger ind på Danmarks Vindølleforenings hjemmeside, som er opdateret mht. den seneste udvikling for private møller og fællesmøllelaug.
Carsten Christiansen
Hvad ser du som den væsentligste teknologiske løftestang til at vindkraft kan udbredes mere i områder med et stærkt stigende energiforbrug f.eks. Indien?
Birger T. Madsen
Svar:
Der skal teknologioverførsel og lokal produktion til for at skubbe til udviklingen. Det er Kina et godt eksempel på. Markedet der har udviklet sig i et tempo som aldrig før er set i den moderne vindkrafts historie. Indien har forudsætningerne idet der allerede er betydelig lokal fabrikationskapacitet. I Inden har firmaet Suzlon hjemsted. Suzlon er i dag den 5 største producent af møller i verden. Teknologiovrførsel finder sted i stor udstrækning allerede nu, men det koster jo penge. Og netop prisen/omkostningen ved teknologoverførsel er blevet et centralt spørgsmål i klimaforhandlingerne. Hvordan støtter vi i vesten en hurtig overførsel til disse lande, således at vi ikke om føje år bliver kvalt i deres øgede CO2 udledning?. Hvor øgningen i energiforbrug efterhånden er under 1.5 % p.a i OECD landene så vil den udvikle sig med stigninger på 3 – 5 % p.a i bl.a Kina og Indien.
Ole Birk Nielsen
Der har været fremsat mange divergerende bud på hvad vindmøller medfører af belastning med infralyd og lavfrekvent støj.
Hvem kan give et troværdigt svar på dette, der kan bruges til at få gjort tiltag til at løse problemet, frem for at fordreje fakta.
Mvh
Ole Birk Nielsen
Birger T. Madsen
Jeg har ikke fuldt opdateret viden om det. Jeg mener dog resultatet af den seneste undersøgelse vil kunne findes hos Danmarks Vindmølleforening (Web-site)
Nils Peter Astrupgaard
Jeg har længe undret mig over ikke at have set analyser af HVDC net henover den flade del af Nordsøen til Skotland. Har du kendskab til analyser, som forbinder et vindrigt men vestligt beliggende Skotland - inklusive "pumped storage" lagre med det betydeligt mere østligt liggende vindrige Danmark, så tidsforskellen (spidser) samt fronternes passage udjævnes gennem HVDC nettet?
Birger T. Madsen
Jeg læste for få dage side at en elværksdirektør i Scotland foreslog at lave en forbindelse direkte til Norge med tilknytning til vandkraftkapcitet – for at imødekomme en betydelig udbygning i Scotland (det mest progressive område i UK mht. vindkraftudbygning !).
Anders Jakobsen
I debatten her på ing.dk taler vi meget om muligheden for at bruge store netværk af HVDC kabler til at sammenkæde mange vindmølleparker.
Det er åbenlyst at den samlede produktionskurve fra mange geografisk spredte vindmølleparker vil være både mere flad og ligne forbrugskurven bedre. Men hvor meget bedre? Kender du undersøgelser der, over længere tidsserier, har analyseret f.eks. Danmarks vind-elproduktionskurve med f.eks. Nordsølandenes eller Europas samlede vindmølleparkers produktionskurve? Og ligefrem har sat tal på?
Birger T. Madsen
Jeg kender i detaliret til undersøgelserne. Men hvis du søger på SuperGrid og SmartGrid – to af de gridscenarier der arbejdes med i Europa, så vil du formentlig kunne finde henvisninger til undersøgelser og simuleringsforsøg mht. højt vindkraftindhold i nettet.
Kirsten Nielsen
De nye kæmpestore vindmøller producerer lavfrekvent støj, og mere "almindelig" støj end små møller (erfaringer fra Høvsøre og Ny Bjergby). Store møller er meget generende for naboerne. Hvorledes vil vindmølleaktørerne imødegå dette problem? Vil man tage skridt til at skærpe afstands- og støjgrænser, således, at den folkelige modstand imod at blive nabo til store vindmøller vil mindskes?
Hvordan skal problemerne med overskudsstrøm og negative afregningspriser for vindmølle-el løses (i fremtiden og i de nærmeste år) i takt med at vindmøllekapaciteten udbygges i vore nabolande?
Hvorledes vil almindelige kraftværkers produktion af "reservestrøm" blive påvirket af den massive udbygning af vindmøller? Skal der større "reserver" til? Det vil jo forøge CO2 udslippet?
Birger T. Madsen
Jeg er ikke bekendt med seneste undersøgelser mht. lavfrekvent støj. Hvad angår almindelig støj fra store møller, så er den absolutte støjudsendelse ikke særlig relevant for naboer da der er sat absolutte grænser for hvad de skal ”tåle” af støj – altså er der for meget skal de stå længere fra beboelse.
Mht. overskudstrøm henviser jeg til mit svar tidligere i dag til Lars Christoffersen. Du har ret i at der skal være reservekraft til rådighed. Der er behov for flexible hurtigt reagerende værker (typisk gasturbiner). De giver jo ikke anledning til extra CO2 udslip da de supplerer vind som allerede har substitueret typisk store kulkraftværker. Endelig giver et back-up anlæg kun anledning til emission når det er i drift og det er det ikke så ofte hvis man ellers har styr på sit elsystem.
En helt personlig og ikke fagligt argumenteret bemærkninger til problematikken naboer og store vindmøller: Vores miljølovgivning sikrer at støjgrænser og lys-klip fænomener ikke generer naboer til vindmøller. Det der så er tilbage er om man kan lide at se på møllerne eller ikke. Jeg mener det er en velfærds luksusholdning. Hvor man i andre dele af verden kæmper med forhøjet vandstand, udtørrede landbrugsområder som resultat af klimaforandringer, så kan vi her i Danmark indtil videre bidrage til global reduktion af CO2 – med det beskedne ”offer” at vi skal ”tåle” at kunne se på et vindkraftanlæg.
Den seneste lovgivning med at naboer skal have erstatning hvis det kan påvises at deres ejendom har tabt i værdi pga. nærtliggende vindmøller er det mest bizarre eksempel på energi- & miljøpolitik som jeg har været vidne til i de 30 år jeg har beskæftiget mig med vindkraft. Det er bestemt ikke noget jeg er stolt over på mit lands vegne.
Birger T. Madsen
