20 procent solceller gør mere gavn i energisystemet end 2 millioner elbiler

20 procent solceller gør mere gavn i energisystemet end 2 millioner elbiler

Flere solceller i elsystemet reducerer mængden af overskudsstrøm mere end et lager på 50 GWh. Det viser analyser af lagringsbehovet i en fremtid på vej mod 100 procent vedvarende energi.

Solceller kan spille en vigtig rolle i fremtidens elsystem, fordi deres produktionsmønster supplerer vindkraftens. Dermed kan solcellerne reducere eloverskuddet i et system med masser af vedvarende energi.

Det har adjunkt Gorm B. Andresen fra Aarhus Universitet tidligere påvist – baseret på nogle særlige vejrdrevne beregningsmodeller. Her kom han frem til en teknisk optimal sammensætning bestående af 20 procent solceller og 80 procent vindkraft. Et teknisk optimum, som med den kraftige prisreduktion på solceller – omtalt i sidste uges Ingeniøren – også er kommet tættere på at blive en økonomisk bæredygtig løsning.

Men Gorm B. Andresen har også regnet på, hvor stort et eloverskud vi i det hele taget vil få med stigende mængder vind og sol/vind i el­systemet, og hvad der skal til for at reducere overskuddet. I det regnestykke er der tre klare budskaber:

For det første batter ‘vask om natten-løsninger’, hvor man inddrager privatforbruget, elbiler og lignende, ikke ret meget i fremtidens elsystem med op mod 100 procent vedvarende energi.

For det andet kan overskuddet reduceres noget, hvis man kombinerer solceller og et begrænset korttidslager.

Og for det tredje kan kun storskala-lagring som varme eller kemisk konvertering for alvor mindske det store eloverskud, der følger med 75 eller 100 procent vedvarende energi i energisystemet.

Eksport er kortvarig løsning

At eksportere sig ud af problemet holder også kun en kort periode, vurderer Gorm B. Andresen:

»Det er en god og billig løsning i de første år, men allerede fra omkring 2030 må vi antage, at de andre lande også har så meget vedvarende energi, at vi kun kan eksportere omkring 40 procent af vores eloverskud. Resten bliver vi nødt til at bruge selv,« siger Gorm B. Andresen.

Gorm B. Andresen har set på scenarier med tiltagende mængder vindmøllestrøm – 50 procent, 75 procent og 100 procent – og regnet dem igennem på basis af vejrmodeller med sol og vind og elforbrugets fordeling.

Uden nogen foranstaltninger bliver det beregnede eloverskud således på henholdsvis knap 1 TWh, 5 TWh og 11 TWh. Den totale elproduktion ventes i 2050 at ligge på 34,5 TWh.

Han kommer for det første frem til, at omkring 20 procent solcellestrøm i elproduktionen allerede i 2020 – med 50 procent vind – vil halvere overskuddet til en halv TWh, mens det ved 75 procent reducerer spildet med en tredjedel og ved 100 procent med cirka en femtedel.

Korttidslager kun effekt i starten

For det andet ser han, at et mindre korttids-ellager bestående af for eksempel elbilernes batterier, trykluftlagring eller afkobling af store forbrugere på 50 GWh kun vil have en vis effekt ved lave vindkraftprocenter – men at det grundlæggende kun kan reducere overskuddet omkring halvt så meget som solcellerne.

Kombineret kan de to håndtag – solceller og et begrænset ellager – reducere eloverskuddet med to tredjedele ved 75 procent vedvarende energi, mens håndtagene kommer til kort ved 100 procent vedvarende energi. Her kan de blot reducere el-overskuddet fra 11 til ca. 7 TWh.

Ifølge Gorm B. Andresen kan det ikke betale sig blot at gøre ellagrene endnu større:

»Det skyldes, at perioderne med vind og med vindstille vejr typisk er af cirka en uges varighed, og at større ellagre derfor ikke kan nå at blive fyldt op og afladet igen tilstrækkelig mange gange til at gøre dem til en god forretning,« siger han.

Det omtalte korttidslager på 50 GWh er valgt, da det svarer til elforbruget i Danmark i en gennemsnitsperiode på 12 timer og derfor vil kunne oplades og aflades én gang i døgnet. 15 GWh lager svarer til batterierne i 2 millioner elbiler eller til 10-20 trykluftlagre (CAES), og store afbrydelige elkunder og lagring som fjernvarme kan indgå i den type lager.

»Helt overordnet er vores konklusion, at med 50 procent vedvarende energi kan vi reducere overskuddet til nærmest 0 med en kombination af solceller og et korttidslager. Men når vi kommer til 75 og 100 procent grøn strøm og kombinerer det med samme virkemidler, så spilder vi stadig 12 procent af strømmen,« forklarer han.

Ifølge Gorm B. Andresen er det kun kemisk lagring, hvor el omdannes til brint, methan og syntetiske brændstoffer, eller lagring i varmesystemet, der for alvor kan aftage de store mængder overskudsstrøm ved 100 procent sol og vind:

»For gas eller syntetiske brændstoffer er den helt store fordel, at energitætheden er meget stor. Det gør, at vi kan lagre flere måneders forbrug på den måde, ligesom lageret også er forholdsvis billigt og allerede findes,« siger han og påpeger, at syntetiske brændstoffer jo kan bruges i transportsektoren.

Han tilføjer, at konvertering af el til varme også kan lagre meget store mængder overskuds-el til en billig penge, og at en stor udbredelse af fjernvarme giver mulighed for at skifte forholdsvis hurtigt til en ny teknologi.

Varmelagring giver ikke el

Han erkender, at man ikke med disse teknologier får mulighed for at tage strøm ud af lageret igen:

»Det er rigtigt. Til gengæld kan man så producere el med noget af det brændsel, som ellers var gået til at lave varme med. Det vil jeg betragte som indirekte lagring,« siger han.

Han erkender også, at især lagring i form af gas indebærer tab, men at det vil kunne dækkes ind via endnu flere vindmøller.

Også andre eksperter er kommet frem til lignende resultater. I det store Ceesa-projekt fra Aalborg Universitet fremgår det således, at store varmepumper i kraftvarmeværkerne er det bedste sted at integrere vindkraft i energisystemet, og at elbiler, individuelle varmepumper og flytning af elforbruget kun spiller en begrænset rolle.

Hos det statslige Energinet.dk har man ligeledes en langsigtet vision om at gemme vindmøllestrømmen i gasnettet via en kemisk konvertering af overskudsstrømmen.

Gorm B. Andresen understreger, at hans beregninger alene gælder energi-overskuddet og altså ikke effekt-overskuddet. Af hensyn til el- effekten kan det derfor være fornuftigt at inddrage et fleksibelt forbrug eller ekstra fornuftigt at bygge solceller.

Kommentarer (77)

Ligesom sidste studie fra den interviewedes hånd er præmissen lidt besynderlig, optimeringen går ud på at reducere overskuddet. Fra et elforbrugersynspunkt kan jeg vel være ligeglad med at noget VE går til spilde hvis det overordnet er billigere?

Tværtimod ville jeg da alt andet lige (pris osv.) foretrække at der er noget gratis men lige pt. uanvendelig energi - det repræsenterer en mulighed for fremtidige generationer.

Så i mine øjne er det en mærkelig optimeringsparameter.

En anden ting der igen undrer mig er at det at vi er nabo til Norges kæmpe vandlagre forbigås hurtigt. Der er jo nogle der på disse sider har vist at man (i hvert fald i teorien) i Norge sagtens kan optage et endog ret stort dansk eloverskud (bortset fra manglende transmissionskapacitet). Har Gorm B. Andresen en god grund til at tro at det ikke er rigtigt?

Hos det statslige Energinet.dk har man ligeledes en langsigtet vision om at gemme vindmøllestrømmen i gasnettet via en kemisk konvertering af overskudsstrømmen.

Den her oplysning synes jeg var interessant. Det betyder vel at man pt. regner med at huller skal dækkes af gasværker med syntetisk naturgas?

  • 3
  • 1