Elbiler og varmepumper klarer ikke vindmølle-strømmen alene

Nye beregninger fra Aalborg Universitet viser klart, at store varmepumper på kraft-varme-værkerne er det bedste sted at begynde at integrere vindkraft i energisystemet.

Dermed udfordrer det manges forestillinger om, at det først og fremmest er elbiler, fjernaflæste målere og individuelle varmepumper, der skal redde elsystemet, når vindmøllerne kommer i stort tal.

Ifølge beregningerne fra Aalborg Universitet kan de store varmepumper med god samfundsøkonomisk gevinst klare at integrere, hvad der svarer til 40 procent vindkraft i elsystemet, før der er brug for andre virkemidler. Og beregningerne kan derfor ses som en slags indspark til det arbejde med en smart grid-strategi, som klima-, energi og bygningsminister Martin Lidegaard (R) har annonceret som del af regeringsgrundlaget.

Professor Henrik Lund fra Aalborg Universitet har stået i spidsen for det såkaldte Ceesa-projekt, der har analyseret forudsætningerne for at gennemføre en økonomisk effektiv og socialt afbalanceret omstilling til vedvarende energi. Og ifølge ham risikerer regeringen at gå glip af de lavest hængende frugter, hvis de blot tænker et smart elsystem og ikke et smart energisystem:

»Beregningerne her viser jo, at man får den største synergi og den optimale samfundsøkonomiske løsning, hvis man tænker på tværs af systemerne og inddrager varmesektoren som her. I Ceesa har vi analyseret situationen ved helt op til 100 procent vedvarende energi i Danmark, og beregningerne viser, at man får de mest optimale løsninger, hvis man ud over varmesektoren også inddrager gas- og transportsektoren,« siger han.

Henrik Lund vil gerne understrege, at vi selvfølgelig både skal have elbiler og individuelle varmepumper ind i systemet så hurtigt som muligt, fordi de hjælper os med at erstatte fossile brændsler som olie og benzin. Men man må derpå se på, hvilken rolle de med hver deres egenart kan spille i hele energisystemet.

For eksempel kan de individuelle varmepumper ikke flytte særlig meget elforbrug, fordi de stort set skal køre hele tiden, og fordi det er for dyrt at bygge varmelagre ude hos folk.

»Vi skal derimod ikke tro, at vi kan integrere de store vindenergimængder i el-lagre og intelligente elmålere ude hos folk. El-lagre er uøkonomiske, fordi de vil bliver tømt og fyldt alt for få gange til, at de kan betale sig. Og almindelige forbrugere kan kun flytte el-forbruget få timer, og det er alt for kort tid,« siger han og tilføjer, at når man kombinerer de smarte el- og transportsystemer, så kommer bilernes el-lagre i spil. Og når man kombinerer de smarte gas-, el- og transportsystemer, kan vi på længere sigt drage nytte af naturgassystemets store lagerkapacitet gennem produktion af VE-gasser og flydende biobrændsler.

Vi har ikke så travlt

Ea Energianalyse har i mange år arbejdet med integration af vindkraft - også op til 50 pct.

Partner Hans Henrik Lindboe mener ikke, at vi har helt så travlt med at implementere lokale løsninger til integration af vindkraften:

»Det vigtigste instrument er et effektivt, internationalt elmarked, som vi langt hen ad vejen allerede har. Ifølge vores beregninger kan systemet godt klare 50 procent vindkraft via de eksisterende og planlagte udlandsforbindelser og de reserver, der findes. Men vi skal selvfølgelig planlægge for mere end det, og her er nye udlandsforbindelser, varmelagre, varmepumper og elbiler blandt de teknologier, som kan øge værdien af vindkraften, « siger han.

Han tilføjer, at opgaven bliver at prioritere mellem de virkemidler, vi kender, og naturligvis også fortsætte udviklingen af nye muligheder for at gøre energisystemet mere fleksibelt.

»Hvordan elmarked, tariffer og afgifter skal indrettes for at potentialet også bruges i praksis, er der ikke et entydigt svar på endnu. Men vi har heldigvis tid til at blive klogere gennem forskning, udvikling og demonstration,« siger han.

Én af udfordringerne omkring design af det smarte energisystem er, at det både skal kunne opsuge den fluktuerende elproduktion og samtidig klare et stærkt øget elforbrug til for eksempel elbiler og individuelle varmepumper.

Med elbiler og varmepumper er det sådan, at det først og fremmest er merforbruget af strøm, som gør smart styring af elforbruget påkrævet for at skåne elnettet - og ikke den ustyrlige vindmøllestrøm i sig selv. Smart styring kan simpelthen spare lokale investeringer i elnettet.

Hvem skal betale?

Derfor mener Hans Henrik Lindboe fra Ea Energianalyse også, at man bliver nødt til at diskutere, hvem der skal betale for de smarte systemer, der gør, at elbil-ejerne kan lade deres biler og varmepumpen kan køre gennem hele vinternatten:

»Det er vel ikke en naturlov, at det er elforbrugerne over en bred kam, der skal betale for netudvidelser eller smart styring. Måske er det smartere, at dem, der er årsag til investeringen, også er dem, der betaler,« siger han.

Han tilføjer, at det er endnu én af de rigtig mange problemstillinger, man skal have løst omkring det smarte energisystem, « siger han.

Udviklingsdirektør Dorthe Vinther fra Energinet.dk - som for staten har det overordnede ansvar for el-og gassystemet - forsikrer, at den meget fokus på smart grid ikke betyder, at man glemmer at kigge på hele energisystemet:

»Fremtidens energisystem skal være intelligent. Vi tænker i hele energisystemet og arbejder ud fra en helhedsorienteret synsvinkel, men elsystemet er meget vigtigt for os lige nu, fordi udfordringerne er rigtig store,« siger hun.

Også Energinet.dk kigger meget på, hvad der kan betale sig, og hvor den samfundsøkonomisk rigtige balance i løsningerne er:

»Vi mener, at der er brug for stærke udlandsforbindelser og internationale markeder for at integrere mere vedvarende energi. Fleksibilitet i forbrug og produktion er også vigtig, men vi kan ikke forvente, at der kommer så mange elbiler og varmepumper i systemet inden 2020,« siger Dorthe Vinther.

Energinet.dk har i øvrigt i 2010 udgivet et rapport, hvor man skitserer et fremtidigt energisystem med naturgasnettet som buffer for elsystemet via elektrolyse og 'grøn gas' - stort set som Ceesa-projektet foreslår det.

Fakta:

El- og plug-in-hybridbiler

Som byggesten i det intelligente energisystem har hver brik sine system-mæssige egenskaber, der handler om, hvor meget el de kan opsuge, hvilket brændsel strømmen erstatter, og hvilke øvrige ydelser de kan spille ind med i energisystemet i form af afbrydelighed eller muligheden for at flytte forbruget og dermed nedbringe omkostningerne til disse ydelser andre steder fra.

For elbilen/plug-in-hybridbilen gælder det, at den:

Flytter energiforbruget til transport fra olie og benzin til (grøn) el - og dermed flytter energiforbruget til transport ind under EU's kvoteloft, hvorved det 'forsvinder' fra Danmarks CO2-regnskab.

En elbil bruger 2.600 kWh om året. Hvis man regner med 80.000 elbiler i 2020, øger det elforbruget med 208 GWh om året, hvilket svarer til produktionen fra 1/3 af havmølleparken Horns Rev 1.

Elbilerne trækker en del effekt, fordi de typisk vil lade op på samme tid og vil gøre udbygning af elnettet nødvendig. Ifølge Energinet.dk behøver en elbil 6 kWh til en opladning og i gennemsnit giver det et effektforbrug pr. bil på 2,4 kW, hvis alle lader på samme tid. Smart styring af opladningen kan reducere belastningen til 0,48 kW.

Elforbruget er fleksibelt over et døgn, hvis man indfører en form for styring. Det vil sige, at elsystemet kan bruge elbilerne til at regulere forbruget med. Hvis man opererer med at kunne trække strøm fra elbilernes batteri, øges bilernes værdi i elsystemet, da de også kan levere strøm ind i systemet.

Teknologien er ikke fuldt udviklet, ligesom infrastrukturen til elbilerne heller ikke er klar.

Fakta:

Individuelle varmepumper

De individuelle varmepumper har disse egenskaber som byggesten i det intelligente energisystem:

De erstatter typisk et oliefyr og vil derfor - som elbilerne - flytte energiforbruget over på strøm og dermed ind under kvoteordningen.

Individuelle varmepumper bruger i et standardhus 6.000 kWh om året. Energinet.dk vurderer potentialet til 500.000 varmepumper, hvilket vil give et ekstra elforbrug på 3 TWh om året.

Individuelle varmepumper trækker en del effekt, omkring 4,32 kW, når det er koldest. Og da man ifølge Energinet.dk generelt regner med, at varmepumperne er underdimensionerede, så kører de hele tiden og udgør således ikke noget særlig fleksibelt forbrug om vinteren, når behovet er størst. Tre til fire timer er ifølge Energinet.dk det maksimale, man kan regne med at flytte elforbruget til en varmepumpe uden varmelager.

Teknologien er klar, men den kræver, at private er parate til at investere i varmepumperne, som på de nugældende betingelser repræsenterer en pæn investering.