Brintlagring af vindmøllestrøm rykker frem på scenen

Et teknologisk gennembrud på elektrolyse-fronten bringer langtidslagring af overskydende vindmøllestrøm som brint tættere på.

Om ikke i tid så i hvert fald i bevidstheden om, at det uden de helt store energitab og til en relativt billig penge kan lade sig gøre at lade VE-strøm spalte vand til ilt og brint, som kan gemmes så længe, man vil.

Brint kan enten bruges direkte eller som basis for produktion af syntetiske brændsler. Og dermed fjernes en del af usikkerheden om, hvordan det fossilfri samfund skal kunne realiseres.

Professor Henrik Lund fra Aalborg Universitet kalder det glædeligt, at man nu realiserer en effektivitetsudvikling i elektrolyseprocessen, som han og andre forudsatte i IDA's Energiplan 2030 og Klimaplan 2050, hvor elektrolyseanlæg gradvis indfases efter 2020.

»Når vi får rigtig meget vindkraft i elsystemet, så kan lagring af vindmøllestrøm via elektrolyse blive en meget central teknologi, og de nye resultater fra DTU og GreenHydrogen rydder noget af den skepsis af vejen, som kunne være omkring et alt for stort energitab ved elektrolyse,« siger han.

I IDAs Klimaplan 2050 opererer man på sigt med elektrolyseanlæg, bygget i forbindelse med biomasse-kraftværker. Ved overskud af vindenergi skal elektrolyseanlæggene producere methanol eller DME, som kan lagres og senere hældes på brændselsceller:

»En ultraeffektiv elektrolyseproces vil kunne fremrykke produktion af disse brændstoffer på basis af vindkraft. Det er positivt, fordi det vil kunne lette presset på biomasseressourcen som leverandør af brændstof til fly, færger og tunge køretøjer,« siger Henrik Lund.

Uenighed om hvornår

Også Energinet.dk arbejder med elektrolyse og brintlagring - som ét af fire scenarier for det danske energisystem i 2050. Tanken er at bruge forgasningsgas fra biomasse sammen med elektrolysegas til produktion af methan og methanol eller et andet biofuel. Methan vil kunne transporteres via det eksisterende naturgasnet og anvende til en række formål.

Seniorkonsulent Anders Bavnhøj Hansen fra Energinet.dk tror, at samspillet mellem elektrolyse og andre syntetiske gasser kan give energisystemet en palet af muligheder:

»Hvis forskningen viser, at elektrolyse kan gøres mere effektivt, så bliver det kommercielt interessant tidligere, end vi har regnet med,« siger han, men hæfter sig ved, at hvis der skal produceres brint ved hjælp af elektrolyse, så er det væsentligt, at anlæggene kan skabe fleksibilitet.

Det vil sige, at det primært skal producere brint i timer med lave elpriser, hvilket vil begrænse det forventede årlige antal driftstimer til måske 2.000-3.000.

Hvornår den nye teknologi for alvor skal på arbejde, er der dog langt fra enighed om blandt aktører og forskere.

Flere argumenterer med, at brint-lagring i større stil først bliver nødvendigt, når meget store mængder vedvarende energi skal ind i elsystemet. Indtil da vil vi kunne klare os med at lagre strøm i varmt vand og via varmepumper og elbiler, hvilket rent energimæssigt er det mest effektive.

Hos Dong Energy kalder man de nye resultater for 'et gevaldigt skridt fremad i proceseffektivitet' - hvis de holder til et kommercielt produkt. Men udviklingschef for nye teknologier, Aksel Hauge Pedersen tror ikke, at teknologien har et kommercielt marked i dag:

»Jeg tror, at der går mindst 10-20 år, før elektrolyse og brint har en kommerciel chance i forbindelse med at balancere vindkraften. Elbiler, smart grid og udlandsforbindelser vil blive foretrukket. Og når brinten engang kommer, bliver det et mellemprodukt til fremstilling af f.eks syntetisk naturgas, der kan puttes i naturgasnettet,« siger han.

Lager øger forsyningssikkerhed

I Partnerskabet for Brint og Brændselsceller er man sådan set enig i, at elbiler og varmepumper skal anvendes som buffer og et korttidslager for den vedvarende energi, så langt som det er muligt og fornuftigt.

Men ifølge direktør Aksel Mortensgaard ligger 50 procent vindkraft ikke så langt ude i fremtiden - måske allerede i 2020:

»Ved lagring af vindmøllestrøm som brint kan man gemme strømmen i flere uger, hvis det nu ikke blæser i ugevis. Ligesom store indenlandske lagre øger forsyningssikkerheden for landet,« siger han.

Han forklarer, at Partnerskabet for Brint og Brændselsceller netop er begyndt at fokusere mere på selve elektrolyseprocessen, som man regner med kan blive et satsningsområde for danske virksomheder:

»Vi har erkendt, at det nu er på tide at koncentrere sig om, hvordan brinten produceres og sikre, at det sker så effektivt som muligt. Det er der ikke mange andre i verden, der beskæftiger sig med, og vi har gode forudsætninger for at arbejde med dette via vores brændselscelle-knowhow,« forklarer han.

Han tilføjer, at partnerskabet tror på, at det på sigt vil kunne betale sig at producere brint decentralt på elektrolyseanlæg ude i selve brændselscellekraftværkerne - enten det er små, mellemstore eller store, centrale værker.

Bilindustrien vil ha' brint

Mens flere energisystem-eksperter altså peger på, at man skal bruge brint som basis for produktion af flydende brændsler som methan, methanol eller DME, så er direktør Aksel Mortensgaard helt sikker på, at brændselscellebiler kommer til at spille en stor rolle i fremtidens miljøvenlige transportsektor, fordi de har en langt længere rækkevidde på en tankning end batteribiler. Og at disse biler vil køre på brint.

Ifølge Mortensgaard er brændselscellebiler faktisk temmelig tæt på at komme ud på markedet. Og USA, Japan, Korea og Tyskland er langt fremme på dette område.

»Vi ved positivt, at flere store bilfabrikanter planlægger efter at være klar med produktionslinjer til brændselscellebiler allerede i 2015. De arbejder med PEM brændselsceller, der kører på brint, og derfor er vi nødt til at være klar med en effektiv måde at producere brint på - fra vedvarende energikilder,« siger Aksel Mortensgaard.

I en ny analyse fra McKinsey, som en række internationale bilfabrikanter og energiselskaber har sat i gang, vurderes brændselscellebilerne at kunne udgøre 25, ja måske helt op til 50 procent af bilparken i 2050. Og samme analyse gør op med den gængse forestilling om, at infrastrukturinvesteringerne er uoverkommelige. Faktisk anfører analysen, at ladestrukturer til batterielbiler er dyrere end infrastruktur til brinttankstationer.

Drøn på udviklingen

Også teknisk redaktør på FDM's magasin Motor, Søren W. Rasmussen, forventer et gennembrud for brændselscellebiler på brint. Dog forudser han, at der vil gå lidt længere tid, før de rammer den almindelige forbruger:

»Lige nu er der virkelig drøn på udviklingen inden for brændselscelle-biler. Vi forventer, at de første modeller kan komme på markedet i 2015. Men det bliver først omkring 2025, at vi vil se et gennembrud for brændselscellebiler i stil med det, vi lige nu oplever med elbiler,« siger Søren W. Rasmussen.

Mercedes er et godt eksempel på en af de producenter, som satser stort på brændselscellebiler. I 2011 vil den tyske producent sende 200 brændselscellebiler på gaden for - over de kommende to år - at teste funktionen ude hos almindelige forbrugere.

En del af de elbiler, som altså lige nu er på vej fra udviklingsafdelingerne til forbrugerne, er udstyret med en mindre forbrændingsmotor til at forøge rækkevidden, som for elbiler normalt ligger på cirka 150 km. Det gælder for eksempel General Motors prestigeprojekt 'Chevrolet Volt'. Her vil det på længere sigt være oplagt at udskifte forbrændingsmotoren med en brændselcelle. Den type biler er allerede blevet testet af producenter som Ford og Honda. Derudover vurderer Søren W. Rasmussen, at producenter som BMW, Toyota og Mazda er lagt fremme i udviklingen af brændselscellebiler.

København tror på brint

Også Københavns Kommune arbejder seriøst med at indføre brintdrevne brændselscellebiler i kommunens flåde af køretøjer - parallelt med at man gør det samme med batteridrevne elbiler. I byens ambitiøse klimaplan står der nemlig, at 85 procent af kommunens biler i 2015 skal bestå af enten batteridrevne elbiler eller brændselscellebiler.

Allerede i dag kører der 25 elbiler og 8 brændselscellebiler rundt i kommunen - primært ombyggede bil-modeller - og der findes allerede én brinttankstation i kommunen. På kommunens budget for 2011 og 2012 er der afsat henholdsvis 10 og 15 mio. kroner - både til indkøb af køretøjer og til grøn vækst inden for brint og brændselsceller generelt samt udvikling af grøn energi som for eksempel smart grid, brint som energiafballancering i forhold til vindenergi m.v.

»Vi afventer lige nu udfaldet af en række ansøgninger, vi har ude i ind- og udland vedrørende støtte til infrastruktur og analyse af de erhvervsmæssige synergier ved brintbrændselscelle-teknologien. Men vi regner med at gå i EU-udbud omkring køb af en flok fabriksfremstillede brintbiler i 2011,« siger projektleder Birthe Busch Thomsen fra Københavns Kommune.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Syntetisk naturgas giver ikke mening. Det er meget mere effektiv udnyttelse at bruge varmepumper, som kan multiplicere energiudnyttelsen med en COP faktor.

Derimod har vi tidligere hørt om decentral varmeproduktion med brændselsceller. Spildvarmen bruges til opvarmning og strømmen sendes ud på elnettet.

  • 0
  • 0

"Det kræver dog tilsætning af kulstof – for eksempel fra forgasset biomasse." Er der nogen der kan fortælle mig hvorfor man ikke kan trække kulstoffet udfra CO2'en i atmosfæren? Skyldes det den kraftige binding imellem C- og O-, der gør det for energikrævende eller?

Men, heldigvis vil biomasse jo ikke tilføje nyt CO2 til systemet.

  • Dan
  • 0
  • 0

Det var måske værd at overveje at nedgradere naturgassen, så brinten direkte kunne pumpes ind i nettet. Det giver næsten ubegrænsede lagermuligheder. Problemet er jo at brint kun indholder 3.6kWh/m3, så ved at blande naturgassen med varierende mængder af luft/CO2 eller andet og brint, kan man holde en konstant brændværdi. En yderlige gevinst er, at gyllegas på den måde også kan pumpes ind uden dyre rensninger. Det kræver en omstilling af gasfyrene, men det kan jo godt være billigere i længden. At man så ikke mere kan bruge den i brændselsceller, kan jeg godt leve med. Gasfyrene findes jo og behøver gas til simpel opvarmning, en opvarmning som i alle fald er nødvendig og koster gas. Jeg bruger selv 1 til 2kW som så kunne laves med en brændselscelle. Det ville så medføre at jeg yderligere leverede 2 til 5kW el, som i andres varmepumper kunne blive til mellem 4 og 10kW. Altså totalt fik man mellem 5 og 12kW varme ud af 3 til 7kW brint, men det ville også koste en bondegård eller to. Tænk så også lige på logistikken. Det er kun hver tredje der må have brændselsceller, de 2/3 skal have varmepumper.

  • 0
  • 0

Hvorfor ikke bruge havvindmølle tårne som lager. Første sektion på et tårn er typisk Ø5-6m 5-6cm gods og op til 40m lang.. altså i omegnen af 800m3 pr tårn, bruger man også øverste sektion af tårnet så bliver det jo til mere. Med den nævnte gods tykkelse må et tårn kunne klare adskillige bar.

Brinten kan vel så lave on-site eller på tilhørende transformator platform med minimalt tab. I sikkerhed langt fra land.

Eneste større udfordring er vel at man idag har service skakt inde i tårnet.

  • 0
  • 0

Derimod har vi tidligere hørt om decentral varmeproduktion med brændselsceller. Spildvarmen bruges til opvarmning og strømmen sendes ud på elnettet.

Spildvarmen fra elektrolysen bør ogsaa udnyttes. Det kan jeg ikke se man gør paa den fine illustration.

Naar energilagringsproblemet er løst kan vi gøre os helt fri af udenlandsk import af energi. Hvor mange vindmøller skal vi have for at være 100 % selvforsynende med energi?

  • 0
  • 0

Naar energilagringsproblemet er løst kan vi gøre os helt fri af udenlandsk import af energi. Hvor mange vindmøller skal vi have for at være 100 % selvforsynende med energi?

Vindmøllerne producerer idag 20% af vores strøm. Simuleringer viser at såfremt hele vores strømbehov blev produceret af vindmøller, så ville 70% af strømmen blive produceret når der er brug for den og 30% vil skulle lagres.

Svaret afhænger herefter af lagerets effektivitet. Hvis lageret er 50% effektivt, vil vi således skulle have vindmøller med en gennemsnitlig produktion på 130% af gennemsnitsforbruget. Eller ca. 7 gange flere vindmøller end vi har i dag i runde tal.

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten