Det Energipolitiske Udvalg 2009-10
EPU Alm.del Bilag 11
Offentligt
Kort oversigt over dansk energiforsyning og -forbrug, samt nogle betragt-ninger over mulighederne i ikke fossil energiproduktion1. Indledning2. Måleenheder2.1. Præfixer2.2. Energi og effekt.2.3. Omregningstabeller Brændværdi, massefylde, kuldioxidudvikling for forskelligebrændsler og energipriser omregnet til konsistente enheder2.4. Annuitetsformlen2.5. Regneeksempler3. StatistikKilde hovedsageligwww.ens.dk/graphics/Energi_i_tal_og_kort/statistik/aarsstatistik/Statistik2006/Grunddata_2006.xls)3.1. Udvikling i energiforbrug3.2. Elforbrug og -produktion3.3. Kuldioxidudledning3.4. Udvikling i dansk energiforsyning4. Vedvarende energi4.1. Vind4.2. Biomasse4.3. Bølgekraft4.4. Solenergi4.5. Brint4.6. Atomkraft4.7. Kul4.8. Regneeksempel som kommentar til klimaministerensDa Klimaet blev hot.5. KonklusionAbstract.Jeg har i det følgende forsøgt at klargøre væsentlige begreber og måleenheder, atfremlægge relevante statistikker, og at give mine personlige vurderinger – med skyldig respektfor de kendsgerninger, jeg har kunnet samle sammen - af hvilke muligheder vi har for at virke-liggøre energipolitikens målsætninger,reduktion af kuldioxidudledningen og uafhængighedaf slyngelstaters olie og gas.
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
1 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
1. Indledning1.1.1.1.1Generelle betragtningerDanmarks og resten af den civiliserede Verdens energipolitik bør have som formål atgøre os uafhængige af de slyngelstater, der sidder på hovedparten af verdens olie oggas.Det kan ikke afvises, at afbrænding af fossile brændstoffer kan have en meget uheldigvirkning på klimaet.Rigelig og stabil energiforsyning er en forudsætning for en civiliseret tilværelse, ogogså for at verdens befolkning kan være ret meget større end ca. 1 milliard mennesker.Den energipolitik, der har været ført siden Svend Auken og de radikale gennemtrumfe-de kuldioxidafgiften med virkning fra 1. januar 1992, har iflg. forfatterens opfattelseværet uoplyst og kontraproduktiv. Forfatteren var energiansvarlig iflg. Loven om kul-dioxidafgift på BASF.s Vitaminfabrik da kuldioxidafgiften blev gennemført.Arbejdsgrundlag.Det foreliggende arbejde er fortrinsvis baseret på Energistyrelsens grundige og over-skuelige statistikker. Disse er offentligt tilgængelige og findes underwww.ENS.dkBaseret på dokumentet Energistatistik 2007.xls kan man opstille nedenstående tabel,der angiver de vigtigste nøgletal og tendenser.År1 9722 0052 0062 007
1.1.21.1.31.1.4
1.2
Korrigeret energiforbrug PJ749350345Olie0192191Naturgas52166182Kul og koks299Affald, ikke bionedbrydeligt13132135Vedvarende energiBruttoenergiforbrug i alt816848862Anvendelser PJEnergisektoren235248Ikke energiformål191212Transport136215217Produktionserhverv212214219Handels- og serviceer-hverv119127131Husholdninger306229234Korrigerede kuldioxidemissioner, millioner tons59,751,052,4Korrigeret EmissionKuldioxidemissioner beregnet ud fra brændselsforbrugOlie58,427,326,9Naturgas0,010,910,8Kul og koks4,915,717,3Beregnet sum mio tons63,353,955,1
3491751929149874481322621713323752,727,29,918,355,4
1.3
Bedømmelse af Dansk Energipolitik
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
2 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
Danmarks per capita udledning af drivhusgasser er en af de højeste i Europa. Vortenergiforbrug er trods et tungt privat og offentligt energibureaukrati og på trods af, attalrige energitunge industrier er fordrevet til udlandet, ikke faldet i de sidste 25 år, menhar været svagt stigende.Ikke desto mindre tror en stor del af den danske befolkning, at Danmark er et fore-gangsland, men det kan være svært at se, når man følger med i statistikkerne. Mere her-om nedenfor.Når vort politiske system sætter stor pris på at hævde, at Danmark har afkobletenergiforbruget fra den økonomiske vækst klinger det mere end hult. Hvis manmedregnede det udenlandske energiforbrug til fremstilling og transport af vortindenlandske forbrug ville tallene se meget anderledes ud.1.4Forfatterens baggrund.Forfatteren er kemiingeniør med mange års erfaring i udvikling, produktion og projek-tering i den kemiske industri, og karrieren sluttede med pensionering fra COWI.s ener-giafdeling i Aarhus. Alle i rapporten fremlagte synspunkter står for forfatterens egenregning
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
3 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
2. MåleenhederMan kan ikke på kvalificeret vis deltage i energidebatten uden at have styr på måleenhederne.Det har ikke mange, og det kræver en indsats at blive fortrolig med dem. Der indledes derformed en gennemgang af disse.2.1. PræfikserFaktor101001.0001.000.0001.000.000.0001.000.000.000.0001.000.000.000.000.0001.000.000.000.000.000.000PræfiksdecahectokilomegagigaterapetaexaSymboldahkMGTPE
10102103106109101210151018
1
2.2 Energi og effekt. OmregningstabellerDet kræver en del skoling at kunne sammenligne de forskellige tal, der svæver rundt i debat-ten. Energistyrelsen opgiver f.eks. energiproduktion og energiforbrug i PJ(oule)/år ellerTJ(oule)/år.De månedlige elstatistikker angiver elproduktionen i GWh. Vindmølleindustrien opgiver møl-lernes kapacitet i kW eller MW, og angiver den årlige produktion i MWh eller GWh. Det erikke til at gennemskue for almindelige dødelige.2.2.1. EnergiDet danske ord for Energi er ARBEJDE. EnJ(oule)er for eksempel det arbejde der udføresnår 1kg løftes 10 cm. Den engelske fysiker Joule viste for ca. 150 år siden at denne mekaniskearbejdsmængde også ville kunne opvarme et gram vand 0,24�C.Nedenfor findes en tabel for konvertering af energienheder.Konvertering af energienhederkJkWhkcalBTU-60,2391 0,94881,00277,8*103.600860,63.4151,00-34,183 1,162*103,9691,00-61,054 292,8*100,25201,00Ønsker man at finde omregningsfaktoren fra kcal til kJ går man ned til 1 tallet i kolonnen"kcal" og bevæger sig til venstre til kolonnen kJ, og ser, at der går 4,183 kJ på 1 kcal.Tilsvarende svarer 1 kcal til 0,001162 kWh, og 1 kWh til 860,6 kcal og til 3600 kJ.Ønsker man at omregne fra f.eks. 50 kcal til Joule multiplicerer man 50 med 4,183.BTUBritish Thermal Unit er den varmemængde, der kræves for at opvarme et pund vand 1�Fahrenheit. Enheden medtages her, fordi den er hyppigt anvendt i USA og i oliebranchen. Dener tæt på at være lig med 1 kJ.
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
4 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
2.2.2. Effekt.Watter defineret somJoule/sekunddvsenergi per tidsenhedellereffekt.Energi og effekt.Energistyrelsens opgivelse af energiforbruget i PJ/år er således en effektangivelse lige så velsom når en bilmotors effekt opgives til et antal kW eller HK (hestekræfter).Man kan ikke omregne effekt til energi. Det er to forskelligedimensioner.Man kan hellerikke sammenligne en bils hastighed med et antal kilometer. Men multiplicerer man hastighe-den med den tid i hvilken bilen har bevæget sig med en vis hastighed, finder man det kørteantal kilometer.Tilsvarende gælder forenergiogeffekt.Da der er 3600 sekunder per time bliver enWh (watttime)således lig med3600 Jouleog enkWhlig med3600 kJ.Dimensionsbegrebet.Man kan sammenligne størrelser, der har samme dimension. F.eks. kan man omregne tommertil centimeter, og centimeter til kilometer og kilometer til mil. For der er tale om samme di-mension, nemlig længde.Tilsvarende kan man omregneTJ/årtilJ/sekdvs.Wattved at dividere med antallet af sekun-der per år. (31.536.000 i et normalår og 31.622.400 i et skudår), idet både TJ/år og Watt ud-trykkerenergi per tidsenhed.Omsætningsfaktorerne i skemaet nedenfor gælder for et norma-lår.Huskeregel:π= 3,14= 22/7. Til hurtige overslagsberegninger kan man derfor sætte antallet afsekunder per år lig med:π* 10 millioner)Det kunne have sine fordele, at anvende Watt i stedet for joule per år, specielt fordi alle muligeenergiproducerende og energiforbrugende anlægs ydelser og forbrug opgives i Watt.Konvertering af effektenhederPJ/år1,00315,4*10-33,600*10-31,054*10-3MW31,711,00114,2*10-333,40*10-3GWh/år277,88,7601,00292,8*10-3MiaBTU/år948,829,923,421,00
NB! Der regnes med et normalår,der indeholder 8760 timer, medens et skudår indeholder8764 timer. Ønsker man at finde omregningsfaktoren fra PJ/år til MW går man fra tallet i feltetlige under PJ mod højre og finder at 1 PJ/år svarer til 31,7 MW og 278 GWh/år.Tilsvarende vil en vindmølle, der i gennemsnit yder 1 MW, hvilket kun gunstigt placeredemonstermøller kan klare, yde 0,03154 PJ år, hvilket så kan sammenholdes med vort totaleenergiforbrug på ca. 850 PJ/år. Svarende til27000 stk. monstermøller.(Plus ikke eksisteren-de, ikke en gang tænkelige anlæg til opbevaring af det overskud, der produceres, når det blæ-ser).Vindmøllers ydelser svinger mellem 0 og den nominelle kapacitet. Ultimo 2008 var kapacite-ten i alt 3171 MW og gennemsnitsydelsen i 2008 var 790 MW,24,9 % af den nominelle ka-pacitet.
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
5 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
Danmarksbruttoenergiforbruger ca.874 PJ i 2007svarende til 874*31,71/1000 =27,7 GW(1 GW = 1000 MW) ognettoforbruget,dvs, forbruget eksklusive tab i olieraffinaderier,kraftværker, fjernvarmeledninger mv. var685 PJsvarende til21,7 GW.Regnede man vindmøllernes elproduktion somNettoenergiproduktion,hvilket man ikke kan,fordi en stor del af produktionen med tab må sendes til vore nabolande – især Norge og Sveri-ge, hvorfra den så kan importeres igen i form af vandkraft i stille vejr, kunne vi nøjes med atforøge mølleparken med enfaktor 21,7/0,790 = 27.Den eksisterende vindmøllepark har ko-stet 30-40 milliarder kr. En vindmølles levetid angives almindeligvis til 20 år. Så skulle vortenergibehov dækkes af vindmøller, ville vi årligt skulle bygge vindmøller for 54 milliarder kr,ca. 10.000 kr/indbygger. Denne overslagsberegning indeholder ikke omkostningerne til opbe-varing af det strømoverskud, der ville produceres, når det blæser.Tallet 874 PJ/år kan ikke sige nogen noget. Det er lidt lettere med 27,7 GW. Dette kan manf.eks. dividere med Danmarks befolkningstal 5,3 millioner og derved finder man, at vort gen-nemsnitlige bruttoeffektforbrug er 5,2 kW, svarende til at vi hver især døgnet rundt var omgi-vet af 52 tændte 100 watt pærer.Man erindre, at Finlands 5. atomreaktor vil få en nominel effekt på 1,6 GW, i praksis godt 90%heraf altså ca. 1,45 GW. Til dækning af hele vort nettoenergibehov skulle vi altså bruge21,7/1,45 =15 reaktorer.Men vor produktion af biomasse, der kan anvendes til energiproduktion, udgør iflg. Energisty-relsen 165 PJ/år, svarende til 5 GW, hvilket igen svarer til omtrent 4 atomreaktorer.2.3. Omregningstabeller for brændværdi, massefylde og kuldioxidudvikling for forskelli-ge brændsler og energipriser omregnet til konsistente enhederNedenstående tabel indeholder de vigtigste data for de vigtigste brændstoffer, og er hentet fraEnergistyrelsens årsoversigt. Det bør måske tilføjes, at man opererer med to forskelligebrændværdier, denøvreog dennedre.Forskellen er at man ved den øvre brændværdi med-regner den varme, der udvikles, når den ved forbrændingen dannede vanddamp fortættes.De nedenfor gengivne brændværdier ernedrebrændværdier.Energipriser opgives dagligt i avisen i vidt for forskellige enheder, der gør det næsten umuligtfor ikke eksperter at drage sammenligninger.Råolieprisen angives i $ per tønde, Benzinprisen i $ per ton og Elprisen i EU per MWh. Kul-priser angives ikke i den daglige avis.
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
6 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
Råolie, GennemsnitRåolie, Gennemsnit3MotorbenzinGas/dieselolieFuelolieNaturgas4Elværkskul2Terminspriser elEl fra havmøllepark1El nyt atomkraft-værk1HalmSkovflisSkovflisBrænde, løvtræBrænde, nåletræTræpillerTræaffaldTræaffaldBiogasAffaldBioethanol5Biodiesel
Brænd-værdiEnhedperenhedGJton43barrel5,828ton43,8ton42,7ton40,651000 m�tonMWhMWhMWhtonRum-metertonm�m�tontonRum-meter1000 m�tontonton
Mas-se-fylde
CO2-emisions-faktorer
Priser perenhedog vekselkurskr/lkr/GJ kr/MWh58,8567,32211,87242,36
t/m� kg /GJ kg/MWh Den 30.09.20090,85250,8525$ 67,47 5,08390,7573,0262,8$ 5800,8474,0266,40,9878,0280,8DK39,5456,9204,81300024,8095,0342,0 $70,00 5,0839€ 28,50 7,444SEK0,7246740SEK0,724637014,50kr 50012,80
3,93
75,914,6958,93148,9574,4734,48
27353212536268124
9,3010,407,6017,5014,703,2023,0010,5026,7037,60
0,790,84
4,00189,644,00126,6
683456
1) Vattenfall Årsredovisning 2006 p.18-192) 70 $ per ton er det bedste tal, jeg har kunnet finde på nettet, men jeg er ikke overbevist omdets pålidelighed3) 1 barrel olie er 158,99 liter4) Naturgas 8 $/mill BTU. 1,054 GJ/mill BTU svarende til 8,432 $/GJ. Prisen gælder næppe iEuropa i dag.8,432$/GJ*5,2061kr/$=43,9kr/GJ5) Literprisen er rent gæt.Bemærk: At priser opgives ”per enhed” betyder f.eks. at råolieprisen 67,47 $ betyder ”per bar-rel” og at benzinprisen $ 580 betyder ”per ton.” Man skal altså hen til samme linie i kolonne 2for at finde enheden. For at kunne sammenligne er priserne i de to sidste kolonner omregnet tilkr/GJ og kr/MWh. Omregningsfaktoren fra GJ til MWh er 3,6 idet det erindres, at der går 3600GJ til en GWh og dermed kun 3,6 GJ til en MWh.Man kan ikke umiddelbart sammenligne råolieprisen med elprisen. El kan bruges til næsten altandet end drift af fly, skibe og biler. Og det koster at få råolien forarbejdet og at fragte den fraRotterdam til forbrugeren. Men man kan dog udlede af tallene, at atomkraft mildt sagt er mereSøren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]7 af 61Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
økonomisk end vindkraft, og at det vil være svært at undgå atomkraft, hvis vi skal reducerekuldioxidslippet væsentligt.Det koster også at omdanne kul til elektricitet, men formentlig er elektricitet baseret på kul denabsolut billigste el, så længe man ikke medregner omkostninger ved kuldioxidudledning ogpartikelforurening.2.4. AnnuitetsformlenKapitalismen kan næppe siges at være nogen omfangsrig ideologi. Kort sagt går den vel ud påat1. Alting har en pris2. Prisen kan beregnes3. Regninger skal betalesVi vil nedenfor se på prisen for kapital og hvordan denne pris beregnes ved hjælp af annui-tetsformlen:Q*(1+r)n= A*(1 + (1+r)n)/rFormlen udsiger, at den investeredekapital Qefter forrentning medrenten rin perioderskal være lige med værdien af skyldnerens ydelser, når skyldneren betaler en lige storydelse Ai hver periode.Eksempel:InvesteringPraktisk funktionstidRentefodNominel kapacitetEffektivitetTimer per årKapitaludgift per årElproduktionKapitaludgiftKernekraftværk30 milliarder kr40 år4 % p.a.1600 MW0,987601516 millioner kr12.614 GWh/år130 kr/MWhVindmølle25 millioner kr30 år4% p.a.2 MW0,487601,446 millioner kr7,008 GWh/år211 kr/MWh
Tallene for kernekraftværket må anses for at være ret realistiske. Udgiften til bygning af en2 MW havvindmølle incl. Nettilslutning, back up mv. er utvivlsomt alt for lavt sat.
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
8 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
2.5. Regneeksempler2.5.1. Barsebäck.I 1998 producerede Barsebäckværket 8200 GWh elektricitet.Skulle denne elmængde fremstilles ved kul eller gas skulle der indfyres mere end den dobbelteenergimængde, altså mindst 16400 GWh svarende til henholdsvis16400*342 =5,6 millionertons kuldioxid ved kulfyring og16400*205 =3,4 millionertons kuldioxid ved gasfyring.I 2003 udledte Danmark58,2millioner tons kuldioxid!Tallene342 og 205angiver kuldioxidudviklingen i forhold til brændslets energiindhold ogfindes i ovenstående tabel i kolonnen kg/MWh ud for henholdsvis kraftværkskul og naturgas.Det er svært at komme til anden konklusion, end at udledning af kuldioxid ikke er etspørgsmål, der virkelig interesserer vore politikere.2.5.2. Horns RevI 2006 producerede hver af de 80 møller på Horns Rev 7453 MWh.I 2007 producerede hver af de 80 møller på Horns Rev 8244 MWh.I januar-oktober 2008 produceredes per mølleHvor store varydelserne?Et normalår indeholder 8760 timer. Ydelserne blev dermed henholdsvis7453/8760*1000 =852 kWper mølle og 8244/8760*1000 =941 kW/mølleMånederne januar til oktober 2008 indeholder 7320 timer.Ydelsen er da 6452/7320*1000 =881 kW/mølle.Det danske effektforbrug er ca.850 PJ/år.Hvor mange Horns Rev møller ville være nødvendige for at dække det danskebruttoeffekt-forbrug?Af tabellen ovenfor fremgår at 1 PJ/år =31,71 MW.Det nødvendige antal møller bliver da ca. 850*31,71/0,9 = ca. 30.000 møller når det antagesat møllerne i gennemsnit yder 900 kW, altså 0,9 MW.Hvis vindmøllerne producerede jævnt kunne det nok lade sig gøre hovedsageligt at basereenergiforsyningen på vindmøller. Men det gør de ikke. I skrivende stund den 27.11.2008. kl14,43 ydede de danske vindmøller i alt 239 MW, sv.t. 7-8 % af den installerede kapacitet påca. 3100 MW. Så en energiforsyning baseret på vindmøller har to grundlæggende problemer:1. Hvor skal man få energien fra, når det ikke blæser?2. Hvad skal man gøre af energien, når det blæser?6452 MWh
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
9 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
2.5.3. Effektiviteten af et elværkYdelseKulforbrugBrændværdi for kulIndfyringEffektivitet2600 MW25000 tons kul per døgn24,80 GJ/t25000/24/3600 = 0,289 tons kul/sekund= 0,289*24,80 GJ/sek = 7,176 GJ/sek = 7176 MW= 2600/7176 = 0,36 = 36%.
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
10 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
3. StatistikKilde hovedsagelig Energistyrelsens ENERGISTATISTIK 2007, der kan hentes fra nettet.(www.ens.dk)Forbruget er angivet på i PJ/år og i den mere håndterbare enhed GJ/sek, altsåGW.År19721980199020002001200220032004200520062007
OlieNaturgasKul og koksAffald, ikke bionedbrydeligtVedvarende energiBruttoenergiforbrug i altOlieNaturgasKul og koksAffald, ikke bionedbrydeligtVedvarende energiBruttoenergiforbrug i alt
74905221381623,70,01,60,10,425,8
546024132481417,30,07,60,10,825,7
3558232755081911,32,610,40,21,626,0
Korrigeret Energiforbrug PJ374 374 359 343 347192 193 196 190 195176 167 162 176 163778888893 101 113 124837 835 825 831 838Korrigeret Energiforbrug GW11,8 11,9 11,4 10,9 11,06,16,16,26,06,25,65,35,15,65,20,20,20,20,30,32,82,93,23,63,926,5 26,5 26,2 26,426,5
350192166913284811,16,15,30,34,226,9
345191182913586210,96,05,80,34,327,3
349175192914987411,15,66,10,34,727,7
BRUTTOENERGIFORBRUG 1972 - 20071 000900800700600PJ/År500400300200100-1970OlieAffald, ikke bionedbrydeligt197519801985NaturgasVedvarende energi199019952000Kul og koksBruttoenergiforbrug i alt20052010
Det bemærkes at energiforbruget har været svagt stigende i de sidste 35 år, på trods af at enlang række energitunge industrier er blevet fordrevet til Asien og andetsteds, og på trods af, atDanmark er etFOREGANGSLAND. Konklusion: Det vil være praktisk umuligt at sænkeenergiforbruget væsentligt.Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]11 af 61Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
ÅrBruttoenergiforbrug PJNettoenergiforbrug PJDifferens = tab PJBruttoenergiforbrug GWNettoenergiforbrug GWDifferens = tab GW
Udvikling i Brutto og Endeligt energiforbrug (Nettoenergiforbrug)1972 1980 1990 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 200781681481983783582583183884886287464561060464964564264765966467868517120421518819018418417918418418925,80 25,73 25,98 26,48 26,47 26,17 26,35 26,50 26,90 27,34 27,7220,40 19,28 19,16 20,53 20,46 20,35 20,51 20,83 20,99 21,43 21,675,40 6,46 6,82 5,95 6,02 5,82 5,84 5,67 5,90 5,916,05
Udvikling i brutto- og nettoenergiforbrug 1972 -2007900750600PJ/år450300150-197019751980198519901995200020052010
Bruttoenergiforbrug PJ
Nettoenergiforbrug PJ
Differens = tab PJ
Differensen mellem Brutto og nettoenergiforbrug udgøres af tab i kraftværker, olieraffinaderi-er, elledninger og fjernvarmeledninger, statistiske udligninger m.m. Man kunne have forventetat differensen blev mindre, når Danmark nu er et FOREGANGSLAND
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
12 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
Udvikling i netto energiforbrugNedenfor vises energiforbruget for forskellige områder og dettes udvikling i de sidste 35 år.Forbruget vises både i PJ/år og i GW.1972Ikke energiformålTransportProduktionserhvervHandels- og ser-viceerhvervHusholdningerEndeligt energi-forbrug i altIkke energiformålTransportProduktionserhvervHandels- og ser-viceerhvervHusholdningerEndeligt energi-forbrug i altJernbanetransport ialt19135165832426450,64,35,22,67,720,50,160198013194168801936480,46,15,32,66,120,60,159199013199170811936560,46,35,42,66,120,80,151200013199168811896490,46,35,32,66,020,60,138200111199168801876450,46,35,32,55,920,50,130200211195161831916420,46,25,12,66,120,30,132200312200160841916470,46,35,12,76,120,50,133200413209160851926590,46,65,12,76,120,90,135200512214159851946640,46,85,02,76,221,10,142200612216163881996780,46,85,22,86,321,50,140200713225161872006850,47,15,12,76,421,70,138
Endeligt energiforbrug i alt PJ
Endeligt energiforbrug i alt GW
Endeligt energiforbrug 1972 -200780070060050040030020010001970
GW
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
Ikke energiformålProduktionserhvervHusholdningerJernbanetransport i alt
År
TransportHandels- og serviceerhvervEndeligt energiforbrug i alt
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
13 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
Det fremgår af diagrammet ovenfor, at nettoenergiforbruget har været næsten uforandret i desidste 35 år, men dog svagt stigende. Det ses også, at der er sket en bemærkelsesværdig ned-gang i privatboligernes energiforbrug.Industri, landbrug, fiskeri og byggeri har et næsten uændret energiforbrug, medens transpor-tens energiforbrug er steget. Bemærk, at jernbanernes energiforbrug udgør en meget beskedendel af transportens energiforbrug.Så en metode til et reducere transportens energiforbrugkunne være et intelligent jernbanesystem.Vi hører ofte, at det er lykkedes at opnå en velstandsstigning uden at øge energiforbru-get. Man glemmer at fortælle, at energiforbruget til gengæld stiger voldsomt i de lande,hvortil vi har fordrevet de tunge industrier, der stadig er nødvendige for at forsyne osmed stål, kemikalier, tekstiler og meget mere.Transportsektorens udvikling taler for sig selv. For ca. 20 år siden, medens Anders Fogh Ras-mussen var skatteminister havde forfatteren lejlighed til at spørge ham, om han havde planerom at afskaffe skatten på hushandler, så man ikke straffede folk for at flytte efter deres arbej-de. Det havde han ikke. Med udgangspunkt i Grenaa kan man også sige, at en af nettoeffekter-ne af at fordrive energitung industri, papir, kemikalier og tekstiler har været, at mange gre-nåensere nu må køre ca. 120 km om dagen for at komme på arbejde i Aarhus eller Randers.Man kan diskutere ordetfordrive,men de energi- og miljøafgifter den danske og anden euro-pæisk industri er blevet pålagt yder i hvert fald sit bidrag til udflytningen, medens det ofte ikkeer tilfældet, at arbejdslønnen i virkeligheden er lavere i mindre udviklede lande. Bemærk at dertales omafgifter,ikke omomkostningertil miljø og energi. Forfatteren går naturligvis ikkeind for at udgifterne ikke skal betales. Men for eksempel havde Grenaa Papirfabrik en aftalemed Ålborg Portland om at kunne lade en del af sit affald anvende som brændsel i cementpro-duktionen, og blev så under den nuværende liberale regering pålagt en ikke ubetydeligaf-faldsafgiftfor dette brændsel. Så nu er der ikke mere papirproduktion i Grenaa. Forfatterenhævder ikke, at det var denne urimelige afgift, der lukkede fabrikken, men eksistensen af så-danne afgifter gør det ikke lettere at skabe nyt efter det gamle, som faldt.3.2. Elforbrug og -produktionNedenstående vises produktion og forbrug af elektricitet i MW, idet tallene skal forstås somårsgennemsnit.Vindproduktionen varierer f.eks. fra praktisk 0 til ca. 3000 MW, og forbruget varierer ogsåbetydeligt over døgnet. Mere herom nedenfor.Det bemærkes, at forbruget er næsten konstant, men dog svagt stigende. Vindkraften svingeren del fra år til år, og bruttoproduktionen langt mere, afhængigt af nedbøren i Norge og Sveri-ge. Det bemærkes, at vindkraften spiller en noget mindre rolle end almindelig antaget.
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
14 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
MW2 0002 0012 0002 0032 0042 0052 0062 0072 008
Decen-Brutto- Netto-produ- Centrale trale Erhvervs-pro-duktion ktion værker værker værker4 0743 9002 4106323714 2934 1112 5387143644 4634 2532 6257143545 2504 9953 2897063634 5834 3692 5507133543 9212 1526293824 1135 2044 9493 2896213394 4764 2672 5955532974 1453 9542 339563261
Vind- Vand-kraftkraft483349235574635274937553697381937893
Inden-landskVindkraftforbrugkW/MWekskl. Tab forbrug3 9241233 9861233 9521413 9291623 9671893 9971894 0811714 0752014 018196
Elproduktion og forbrug 1972 - 20086 0005 0004 000MW3 0002 0001 00002 000
2 001
2 002
2 003
2 004
2 005
2 006
2 007
2 008
Brutto-produktionCentrale værkerErhvervs-værkerVandkraft
Netto-produktionDecentrale værkerVindkraftIndenlandsk forbrug ekskl. Tab
Det erindres, at MW omregnes til GWh/år, ved at multiplicere med antallet af timer per år, 8760, ogdividere med 1000.
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
15 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
3.3 KuldioxidudledningNedenfor vises udviklingen i Danmarks kuldioxidudledning.Kuldioxidemissionermillioner tonsKorrigeret FaktiskÅr197259,761,2198062,364,0199060,852,7200054,252,5200153,653,9200252,253,1200351,758,2200450,952,8200551,049,4200652,457,3200752,752,6Korrigeret og faktisk kuldioxidemission6664Millioner tons/år62605856545250197019801990Korrigeret2000Faktisk2010
Det bør erindres, at den nedgang i kuldioxidudledningen, der har fundet sted, ikke skyldes etreduceret energiforbrug, men at har vi opbygget en naturgasforsyning og at vi er blevet megetbedre til at udnytte brandbart affald og biomasse. Vindkraftens rolle, er som det vil fremgånedenfor marginal. Og selv en tredobling af vindkraften synes ikke at kunne påvirke kuldio-xidudledningen mærkbart.Det må være relevant at bemærke, at en væsentlig del af den opnåede reduktion i udledning akuldioxid skyldes ændring i sammensætningen af forbruget af fossile brændsler.Brændselsbetinget reduktion af kuldioxid19902007Fossilt energiforbrugPJ764716Beregnet kuldioxidudvikling1000 t 63.418 55.428Differens487 990
Forudsatte man den samme procentvise fordeling af de forskelligebrændsler i 1990 og 2007 ville man imidlertid opnå en noget højere udviklingaf kuldioxid, idet forbruget af kul er omtrent halveret, medens forbruget afnaturgas er godt og vel fordoblet.Kuldioxidudvikling ved sammebrændselsfordeling1000 t 63.418 59.4513 967Så halvdelen af den opnåede kuldioxidreduktion skyldes altså ændring iforholdet mellem forbrug af kul og naturgas.
Forfatteren beklager, at de beregnede tal for kuldioxidudlednig ikke stemmer med oplysnin-gerne fra Danmarks statistik, men vil nøjes med at fastslå, at omlægning til naturgasfyring harmedført en væsentlig reduktion og en væsentlig del af reduktionen i kuldioxidudledningen.Langt størstedelen af resten af reduktionen skyldes forøget anvendelse af biomasse og affalds-forbrænding. Men forfatteren har opgivet at sætte tal på.Det kan også være lærerigt at sammenligne den danske per capita udledning af kuldioxidmed nogle af vore nabolandes.Kilde:Ranking of the World's countries by 2006 per capita fossil-fuel CO2 emission rates.National per capita. Source: Gregg Marland, Tom Boden, and Bob Andres.Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]16 af 61Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
Udledning af kuldioxid per indbyg-ger i 2006Nummeri VerdenLandtons/år28Nederlandene10,3030Belgien10,1932Grønland10,0133Israel10,0134Danmark9,9437Tyskland9,7938Storbritannien9,3944Sydafrika8,7645Østrig8,6946Grækenland8,6547Norge8,6248Polen8,3650Italien8,0351Spanien7,9964Frankrig6,2771Sverige5,61
Hvad angår kuldioxidudledning indtager danskerne en34. plads, foran tyskere og englændere, der har langtmere energitung industri, end vi har, og langt foranfranskmænd og svenskere, der også har meget mereenergitung industri end os. Og en ikke ringere levefod.Forklaringen ligger lige for. Danmark har ikke atom-kraft, men mere vindkraft per indbygger end noget andetland. Derimod er det ikke så let at forklare, hvordan deter lykkedes det politiske establishment at bilde dansker-ne og tilsyneladende sig selv ind, at Danmark er etfore-gangsland.Nederlandene og Belgien har langt mere energitung in-dustri end Danmark. Opgørelsen har i øvrigt den mar-kante mangel, at den ikke inkluderer varetransport fra ogkuldioxidudvikling i producentlandet. Det tør formodes,at der i Kina og andetsteds udvikles en hel del kuldioxidunder produktion af varer til det danske marked. Oglangt mere, end hvis vi stadig producerede dem selv.
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
17 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
3.3.1. Verdens forbrug af fossile brændsler og kuldioxidudviklingNedenstående tabel angiver Verdens forbrug af fossile brændsler i 2006/7 så vidt det har væretforfatteren muligt at finde tallene frem.CoalCoal 2006CarbondioxideCarbondioxideCarbonEnergy contentEffectLiginite 2007mio ton945kg/t lignite1775Billion tons/Year1,677Billion tons/Year0,46GJ/ton18,30GigaWatt548Oil production 2007Oil productionBillion tons/Year4,216Carbondioxidekg/ton oil3171CarbondioxideBillion tons/Year13,37CarbonBillion tons/Year3,65Energy contentGJ/ton43,00EffectGigaWatt5.749Gas 2007Gas 2007Billion m�3198Carbondioxidekg/m� gas2,25Billion tons/Year7,196CarbonBillion tons/Year1,96Energy contentMJ/m�39,54EffectGigaWatt4.010Total carbon and carbondioxideBillion tons/Year 10,01Total carbon from fossil fuelsg/m�/year19,66Billion tons/Year36,7Total carbondioxide from fossil fuelsg/m�/year73,4Total effect of fossil fuel in 2006/2007GigaWatt15.137Effektforbrug DanmarkGigaWatt27Verden/Danmarkfaktor561ProductionCarbondioxideCarbondioxideCarbonEnergy contentEffectmio tons6.143kg/kg Coal2,356Billion tons/Year 14,472Billion tons/Year3,95GJ/ton24,80GigaWatt4.831
Det ses, at der ved afbrænding af fossile brændsler tilføres atmosfæren 10 milliarder tons kul-stof per år. Dette tal kan ingen forestille sig, men ved at dividere med jordklodens areal, 500millioner kvadratkilometer, finder man, at der tilføres hver kvadratmeter jordoverflade 20gram kulstof per år, dvs. godt halvdelen af denne mængde forbliver foreløbig i atmosfæren,idet dennes indhold af kuldioxid vokser med ca. 2,1 ppm/år, medens væksten ville være 4,75ppm/år, hvis al kuldioxiden blev i atmosfæren.Forfatteren kan ikke vurdere om tilførslen af kulstof er stor eller lille, og hvilken betydningden kan få, men vil dog rent subjekt vurdere, at der er tale om en mængde, der nok kan giveanledning til betænkelighed.Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]18 af 61Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
Det bemærkes at Verdens forbrug af fossile brændstoffer svarer til ca. 560 gange Danmarksbruttoenergiforbrug. Danmark har under 1/1000 af Verdens befolkning.Nogle data om luft og kuldioxidMolecular WeightsWeigt per mole of airg/mol28,96Molecular weight Carbong/mole12,0Molecular weight Carbon Dioxideg/mole44,0Calculation Carbon in Atmosphereppm385Concentration CO2in air 2007mmol/mol0,385Carbon concentrationg/kg air0,1595Air relative to Earth Surfacekg/m�10.000Carbonkg/m�1,595Sq meter/Sq kmm�/km�1.000.000Airt/km�10.000.000Carbont/km�1.595Radius Earthkm6.366Area Earthkm�509.295.818Total weight atmospheretons5,09E+15Total weight carbon in atmospheretons8,12E+11Total weight atmosphereGiga tons5.092.958Total weight carbon in atmosphereGiga tons812Carbon in AtmosphereGiga tons/ppm2,110Addition Carbon in 2007Giga tons10Addition Carbon in 2007g/m�20Calculated Increase in concentration 2007ppm4,745Concentration CO2in air 2000ppm370Air mean molecular weight28,96Air Densitykg/Nm�1,290000Carbon concentration in air 2007kg/Nm�0,000206Difference 2007-2000ppm15Measured increase per yearppm2,1Measured increase/calculated0,45
3.3.2. Isolering og lagring af kuldioxid. (CCS carbon capture and storage)Da intet tyder på, at Verden indenfor en overskuelig fremtid vil kunne afvikle anvendelsen afenorme mængder af fossile brændstoffer med påfølgende udvikling af endnu større mængderkuldioxid, arbejdes der med metoder til isolering og lagring af kuldioxid. (I det følgende be-nævnt CCS). Dvs. arbejdes og arbejdes er måske lige venligt nok udtrykt. Iflg. forfatterensopfattelse arbejdes der kun på skrømt, idet de nedenfor omtalte fremgangsmåder har væretkendt i årtier, således at man har tilstrækkelig viden til at kunne bygge anlæg i fuld målestokallerede i dag.Forudsættes fossile brændsler omdannet til elektricitet med en virkningsgrad på 40% er det letat udregne hvor meget kuldioxid, der udvikles per MWh, MWdag og MWår ved anvendelse afforskellige brændsler.
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
19 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
FuelolieNaturgasElværkskulBrunkulsbriketterVirkningsgrad til el
Brændselt/MWh0,2810,2050,3420,3490,4
CO2-emisionElproduktiont/MWht/Mwdag t/Mwår0,70316,9 6.1540,51312,3 4.4900,85520,5 7.4900,87320,9 7.643
Danmarks middelforbrug af elektricitet er tæt på 4000 MW. Forudsætteshalvdelen af denne elproduktion at være kulbaseret vil den altså udvikle 30millioner tons kuldioxid per år. Flydende kuldioxid har en massefylde på 770kg/m� ved en temperatur på 20�C og NB! et tryk på 56 bar.Dansk elprodutionFremtidigt kulbaseretFremtidig kuldioxidudviklingMassefylde flydende kuldio-xidVolumenMWMWmio tons/årkg/m�m�4000200015,377011.770.374
Det vil blive en gigantisk opgave at transportere og lagre den mængde kuldioxid.3.3.3 Absorption ved hjælp af aminer.I en artikel i Ugebladet ”Ingeniøren” fredag d. 24. marts 2006 beskrives forsøgsanlægget op-stillet hos Vestkraft i Esbjerg. Anlægget er beregnet til at behandle ½ % af kraftværksrøgen ogomfatter blandt andet en absorptions- og en desorptionskolonne, der hver er 38 meter høje oghar en diameter på 1 meter. Vestkrafts kapacitet er 360 MW og en direkte opskalering villekræve kolonner med en diameter på 14 meter. Så vi befinder os ikke i småtingsafdelingen.
( http://ing.dk/artikel/69516?highlight=Sanne+Wittrup)I artiklen oplyses, at energiforbruget til kuldioxid absorptionen vil være 4 GJ per ton produce-ret kuldioxid. Mere herom nedenfor. Som absorptionsmiddel anvendes forskellige aminer.Ligeledes i ”Ingeniøren” torsdag 28. juni 2007, findes en artikel, i hvilken det oplyses at forsø-gene på at nedbringe processens energiforbrug ”Halter gevaldigt”(http://ing.dk/artikel/79628?highlight=Thomas+Djursing). Det oplyses dog, at der er lykke-des at komme ned på et energiforbrug på 3,7 GJ per ton produceret CO2.Den 31. august 2009 oplyser Ingeniøren følgende:
Vattenfalls plan om at lagre CO2 i den nordjyske undergrund fra 2014 udskydes nogle år.Det er for dyrt at udvikle teknologien flere steder, så selskabet koncentrerer sig om TysklandAugustnummeret af tidsskriftet Power bringer(p.58- 60) en artikel om opsamling af kuldio-xid udviklet af det store amerikanske ingeniørfirma Fluor Corp i samarbejde med Dow Chemi-cals. Et anlæg i teknisk målestok har kørt i over 14 år på et gasturbine kraftværk i Bellingham,Massachusetts.Artiklen er desværre meget karrig med tal, men så vidt det kan skønnes ud fra et luftfoto afanlægget må den absorptions kolonne i hvilken kuldioxid absorberes i ethanolamin have endiameter på ca. 5 -10 meter, så der er ikke tale om et lille anlæg.Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]20 af 61Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
Kuldioxiden opbevares i en tank, så formodentlig sælges den til kommerciel anvendelse, derstår i hvert fald intet om slutdeponi.I slutningen af artiklen nævnes det, at Fluor i samarbejde med E.ON vil opføre et for-søgsanlæg til opsamling af kuldioxid fra et kulfyret kraftværk, der skal bygges i Wil-helmshafen.Kapaciteten skal være 17.000 Nm� røggas per time. Dette svarer iflg. mine beregninger til enelproduktion på ca.5 MW.Så vidt er man altså. Efter 14 års driftserfaring tør man bygge et forsøgsanlæg med enkapacitet på 1/150 af en moderne kulfyret kraftværksenhed.Tør man formode, at det er en luns E.ON kaster til offentligheden og politikerne for atdemonstrere sin miljømæssige fromhed, selv om man naturligvis ved, at hele ideen omCCS er umulig.3.3.4 Forbrænding i ren iltEn helt anden måde til at løse problemet er, at lade forbrændingen foregå i ren ilt. Så vilbrændslets indhold af kulstof, brint, svovl og kvælstof blive til henholdsvis kuldioxid, vand,svovldioxid og kvælstofilter der relativt let vil kunne adskilles. Til gengæld er det ikke gratis atfremstille ren ilt ved adskillelse af luftens ilt og kvælstof.Men man har gjort det i teknisk målestok siden 1902, så metoderne til fremstilling af ilt kannæppe forbedres væsentligt.Teknisk er det heller ikke så ligetil at skifte fra forbrænding i atmosfærisk luft til forbrænding iren ilt. Det sidste er ikke muligt, idet det ville give en alt for høj forbrændingstemperatur, sådet vil være nødvendigt at recirkulere en del af kuldioxiden.Vattenfallindviede i midten af 2008 et forsøgsanlæg ved sit brunkulsfyrede kraftværkSchwarze Pumpeca. 80 km nord for Dresden og giver nedenstående oplysninger på sinhjemmeside:http://www.vattenfall.com/www/co2_en/co2_en/879177tbd/879211pilot/index.jsp
The pilot plant has been in operation from the middle of 2008. The initial testing programmewill run for three years. Thereafter, the pilot plant will be available for other tests. The plant isplanned to be in operation for at least 10 years. Lignite and hard coal will be combusted in amixture of oxygen and re-circulated CO2, which also contains water vapour. The flue gas willthen be treated and sulphuroxides, particles and other contaminants removed. Finally, thewater will be condensed and the concentrated CO2 compressed into liquid. The purpose of thepilot plant is to validate engineering work, to learn and better understand the dynamics ofOxyfuel combustion and to demonstrate the capture technology. Eventually, the pilot plant willbe used for backup testing for the demonstration plant testing programme, once the latter hasstarted.The captured CO2 will be stored underground as soon as a suitable site has been identifiedand the necessary permit processes are completed.Den sidste sætning er vigtig. Forfatterens tyske kilder har ikke megen tiltro til, at man nogetsted i Tyskland vil acceptere at lagre store mængder kuldioxid i undergrunden.Anlæggets kapacitet svarer ifølge det oplyste til 30 MW termisk. Iflg. Kraftværket SchwarzePumpe’s hjemmeside har kraftværket en virkningsgrad for omdannelse af varmeenergi til elek-tricitet på ca. 40%Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]21 af 61Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
(http://en.wikipedia.org/wiki/Schwarze_Pumpe_power_station)så 30 MW termisk svareraltså til 12 MW elektricitet. Kraftværket Schwarze pumpe består af to blokke med en ydelse påtilsammen 1600 MW elektricitet. - 133 gange større end forsøgsanlægget.Det kan beregnes, at Schwarze Pumpe ville have behov for ca. 24000 tons ilt per døgn. Dehidtil største iltproduktionsanlæg har en kapacitet på ca. 6000 tons/døgn. Elforbruget vil udgø-re ca. 12 % af et kul- eller brunkulsfyret kraftværks elproduktion.3.3.5. Pre-Combustion-CaptureI årene mellem 1900 og 1910 udvikledes hos BASF i Ludwigshafen en metode til fremstillingaf brint ud fra kul i teknisk målestok, idet man havde brug for enorme mængder brint til frem-stilling af syntetisk ammoniak. I korthed går processen ud på at lede vanddamp over kul, der erbragt til glødning, hvorved kul reagerer med vanddampen under dannelse af kuldioxid og brint,der ret let kan adskilles. En lignende proces gennemføres i øvrigt på olieraffinaderier, der ogsåhar brug for brint i raffineringsprocessen.Efter 100 år er metoden udviklet til perfektion, og den lyder enkel og ligetil, men det er denikke. Den kræver dyre anlæg med høje vedligeholdelses- og driftsomkostninger, herunderenergitab.Problemet med bortskaffelse af kuldioxid er det samme som ved de andre metoder, og denfremstillede brint kan heller ikke brændes af i konventionelle kraftværkskedler, så disse vilskulle udskiftes med gasturbiner, eller brændselsceller, hvis det ellers lykkes at udvikle enbrugbar sådan.På EOn.s hjemmeside kan man finde følgende:
Ein anderes Verfahren zur Abtrennung von CO2ist das Pre-Combustion-Capture-Verfahren - die Abscheidung von Kohlendioxid vor der Verbrennung. Dazu muss zunächstLuft in Stickstoff und Sauerstoff zerlegt werden. Die Kohle reagiert dann bei hohen Tempe-raturen unvollständig, das heißt mit zu wenig Sauerstoff, wobei gleichzeitig Wasserdampfeingesprüht wird. Diesen Prozess nennt man Kohlevergasung. Dabei entsteht ein Synthese-gas, das im Wesentlichen aus Kohlendioxid (CO2), Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoff(H2) besteht.Im nächsten Schritt wandelt ein Katalysator das Kohlenmonoxid mit Wasserdampf zu einemGemisch aus CO2und H2. Aus diesem Gasgemisch lässt sich das CO2durch eine Wäscheabtrennen und für den Transport verdichten. Der verbleibende Wasserstoff wird in einemnachgeschalteten Gas- und Dampfturbinen-Kombiprozess mit hohem Wirkungsgrad zurStromerzeugung genutzt.
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
22 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
Die Vergasungstechnologie für feste Brennstoffe läßt sich bereits heute unter anderem zurGewinnung chemischer Grundstoffe und synthetischer Kraftstoffe einsetzen.Großtechnische Anlagen zur CO2-armen Stromerzeugung müssen noch in Demonstrationsan-lagen erprobt werden. Forschungsschwerpunkte liegen hier derzeit im Bereich der Gasturbinefür die Wasserstoff-Verbrennung sowie der Verknüpfung und Optimierung der Vergasungs-,Gasreinigungs- und Kraftwerksteile.3.3.6.Normtal iflg. Energistyrelsenfor brændværdi og kuldioxidudvikling for forskelligebrændsler.BrændselEnhedBrændværdiKulHeavy fuel Brunkul Gaskgkgkgm�24,840,6518,3 39,540,0950,0780,097 0,05692,3563,1711,775 2,250
MJ per enhedkg/MJKuldioxidudviklingkg/enhed
Under pkt.1 oplystes det, at forsøgsanlægget hos Vestkraft er kommet ned på at anvende 3,7MJ til absorption/desorption af et kg kuldioxid.Hver gang der indfyres 1 kg kul indfyres der altså 24,8 MJ, der udvikler 2,356 kg Kuldioxid.Hvert kg kuldioxid kræver i absorptions/desorptionsprocessen 3,7 MJ, i alt 3,7*2,356 = 8,717MJ/kg kul.Af de indfyrede 24,8 MJ skal altså de 8,7 MJ anvendes til kuldioxid udskillelse. Eller 35%.Nogle af disse 35% kan måske tages fra det varmetab, der altid forekommer på et elværk,men at der vil være et tab er givet.3.3.7. Avedøreværket”Avedøreværket ligger på Avedøre Holme syd for København og består af to kraftværksblok-ke, Avedøre 1 fra 1990 og Avedøre 2 fra 2001. Den samlede produktionskapacitet for Avedø-reværkets to blokke er på 810 Megawatt el og 861 Megawatt varme. Avedøre 1 benytter pri-mært kul, mens Avedøre 2 kan fyre med mange forskellige former for brændsler: naturgas,olie, halm og træpiller. Avedøre 2's anlæg består af flere dele, som i kombination med hinan-Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]23 af 61Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
den giver en rekordhøj udnyttelse af energien i brændslerne. Ved at fremstille både el ogvarme samtidigt, udnytter Avedøre 2 helt op til 94% af energien i brændslerne, dertil kommerAvedøre 2's elproduktionsevne, som ligger på ca. 49%, hvilket gør blokken til en af verdensmest effektive.”(http://www.dongenergy.com/DA/Forretningsaktiviteter/generation/elproduktion/Centrale+kraftvaerker/Avedoerevaerket.htm)På basis af disse oplysninger kan vi nu opstille nedenstående tabel:Generelle forudsætninger Uden kuldioxidabsorbtionIndfyret kulMJ/sekkg/GJ kulDannet kuldioxidkg/sekMio t/årVarmevirkningsgradBeregnetElvirkningsgradBeregnetSkorstenstab+kølevandBeregnetProduceret varme iflg. opgivelseMWBruttoproduktion el iflg. opgivelseMWSkorstenstab beregnetMWEnergiforbrug til KuldioxidabsorbtionVarmeandel af energiforbrug til absorbtionSkønElandel af energiforbrug til absorbtionSkønEnergiforbrug CO2absorbtionVarneforbrug t. CO2 abs.Elforbrug t. CO2 abs.Nettoproduktion før kompression og pumpningNettoproduktion FjernvarmeNettoproduktion ElTab elAbsorbtion elKompression elPumpning elEltab i altElproduktion NettoNødvendig forøgelse af indfyringen for uændret elproduktionVarmeproduktionVarmeproduktion efter kuldioxidabsorption og uændret indfyringVarmeproduktion brutto ved forøget indfyringVarmeforbrug til absorption ved forøget indfyringNettovarmeproduktion ved forøget indfyringVarmeoverskud i forhold til oprindelig produktion1778951695,3270,480,460,068618101070,5150,485
MJ/kg CO23,70MW322,02MW302,95MWMWMWMWMWMWMWFaktorMWMWMWMWMW53950730361213844261,9053916396131026165
Forholdet mellem el- og varmeforbrug til udvinding af kuldioxid er forfatterens skøn.. En stør-re varmeandel vil selvsagt reducere indfyringsfaktoren. Stiger varmeandelen af energiforbrugettil absorptionen til 0,58 vil man med en forøgelse af indfyringen med en faktor 1,73 opnåuændret nettovarmeproduktion.Vil nogen indvende, at det jo kun er den kuldioxid, der kommer fra kulafbrænding, der skalisoleres, da halmafbrænding per definition er ”kuldioxidneutral” er hertil er at sige, at klima-påvirkningen fra et kg kuldioxid ikke afhænger af, om kuldioxiden stammer fra kul eller fraSøren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]24 af 61Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
nydannet biomasse. Kul er jo også en slags biomasse, om end den er mange millioner år gam-mel.Det korte af det lange er, at energiforbruget til isolering af kuldioxid iflg. kendte metoder ermeget betydeligt.Beregningerne ovenfor forudsætter et energiforbrug på 360 kJ til fortætning af 1 kg kuldioxid.Det er vanskeligere at sige noget konkret om energiforbruget til pumpning af kuldioxiden tilslutdeponi. Vi har indsat en værdi på 21 MW, idet vi forudsætter, at kuldioxiden skal pumpesned i oliefelterne i Nordsøen ca. 500 km vest for København. Muligvis kan man finde et egnetdeponi nærmere ved. Men man skal være sikker på, at kuldioxiden ikke frigøres ved en elleranden naturkatastrofe, f.eks. et jordskælv. Kuldioxid er ganske vist ugiftigt i lave koncentrati-oner, men stiger volumen procenten til over ca. 6% er kuldioxid en kvælende gas. Energifor-bruget til pumpning vil afhænge af afstanden, modtrykket i deponiet, og den valgte rørdiame-ter. Og det er ikke småting vi taler om. Mængden fra et kulfyret værk med Avedøreværketskapacitet og effektivitet vil udgøre ca. 14.600 tons/dag svarende til ca. 19.000 m�/dag (I væ-skeform, ikke som gas) ca. 10% af Danmarks kuldioxiudledning. Vi har beregnet energifor-bruget til pumpning til 21 MW, men det kunne være lavere.Det ses, at man under de angivne forudsætninger skal øge indfyringen med en faktor 1,9 foropretholde nettoelproduktionen. Stiger energiforbnrugets varmeandel fra det ovenfor angivne0,515 til 0,582 falder faktoren for stigningen i brændselsforbrug til 1,73, samtidig med, at dervil produceres den samme mængde fjernvarme.Det ville også være gunstigt i en del af året at kunne betragte fjernvarmen som et alligevel ikkeudnyttet spildprodukt.Dette vil dog ikke kunne ændre konklusionen, at isolering og deponering af kuldioxid vilmedføre en meget betydelig forøgelse af bruttoenergi-forbruget og nødvendiggøre envoldsom udbygning af kraftværkskapaciteten.Det hører med i billedet, at brydning og transport af kul også medfører et energiforbrug3.3.8 Forsøgsanlæg Vattenfall Schwarze Pumpe.Det er forholdsvis enkelt at beregne, hvor meget ilt, der skal bruges til forbrænding af en vismængde brunkul og kender man elværkets effektivitet er det heller ingen sag, at beregne, hvormeget brunkul, der skal bruges til en given elproduktion.
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
25 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
Kuldioxidudvikling og iltforbrug ved elproduktionBrændselNormtal iflg. EnergistyrelsenBrændværdiMJ/kgKuldioxidudviklingkg/GJYdelse, effektivitet og indfyring iflg. VattenfallYdelseMWEffektivitetWel/kWindfyretIndfyringMWBrændselsforbrugkg/sekundt/hBrændselsforbrugtons per døgnkg/h/MWelUdvikling af kuldioxid og iltforbrugkg/sKuldioxidt/ht/døgnKuldioxidMolvægtKulMolvægtIltMolvægtIltt/døgnkWh/tEffektforbrug til iltproduktionMW% af elproduktionkW/t/dagEffektforbrug til CO2 kompressionMW% af elproduktionkW/kg/sEffektforbrug til CO2 pumpningMW% af elproduktionEkstra elforbrug i alt% af elproduktionNødvendig forøgelse af bruttoproduktionFaktorBrunkul18,3097,01.6004004.00021978718.8854923881.39733.52344123224.38119193124,21418,8126,749,23,123,91,31
Det ser umiddelbart en hel del mere fornuftigt ud end at vaske røggassen med aminer, men destørste kommercielle iltanlæg har i dag en kapacitet på ca. 6000 tons/døgn, og det er ikke småbillige anlæg. Vi kender ikke prisen på disse anlæg.Bare et enkelt stort elværk skal således producere 24.000 tons ilt per døgn og skille sig af med33.500 tons kuldioxid. Det forekommer absurd urealistisk.3.3.9 Algeproduktion i DrivhuseI Arizona i USA arbejdes der med et projekt iflg. hvilket kuldioxiden fra et kulfyret kraftværkledes in over bassiner med alger i et stort drivhus. Algerne kan omdannes til dieselolie ogkvægfoder.(http://www.che.com/news/3250.html)
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
26 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
Sammenlignet med, hvad man ellers ser af luftkasteller, ser det ikke helt urimeligt ud. I Arizo-na ville et kraftværk, med en elproduktion på ca. 700 MW, svarende til Studstrupværket vedAarhus have et arealbehov på 129 km� sv.t. 10*13 km�.Til gengæld kan man sige at solindfald og arealpriser er noget anderledes i Nordeuropa end iArizona, så vi komme næppe til at se et tilsvarende anlæg her.Det kunne måske være rimeligt at indskyde, at kuldioxid i høje koncentrationer fremmer plan-tevækst. Bryggerier kan således sælge det kuldioxidoverskud der fremkommer ved ølgæring tilgartnerier, der lukker kuldioxid ind i drivhusene. Man kan yderligere anføre, at en reduktion afkuldioxidindholdet i atmosfæren til niveauet for 100 år siden, ville give en så kraftig reduktioni plantevæksten, at verden ville opleve en katastrofal fødevaremangel.Nedenfor gengives en beregning baseret på oplysninger i den nævnte artikel.Planlagt elværk med algedamme i drivhuse i ArizonaIndfyret kulMJ/sekkg/GJ kulDannet kuldioxidKg/sekMio t/årMængde af kuldioxid reageret til biodisel iflg. Chemical t/acre/årEngineering. May 2007 p.17 (tons kuldioxid optaget per acre/km�arealenhed)t/km�/årNødvendigt areal i Arizona til optagelse af kuldioxidenkm�Gal/acreDannet Biobrændstof per årliter/galm�/km�Skønnet brændværdiGJ/M�Nydannet effektMJ/sekNydannet energi i forhold til forbrugt%ElvirkningsgradSkønBruttoproduktion elMW1600951524,79315024737050129110003,78510284301266790,45720
Det ser alt i alt for godt ud til at være sandt. Men det bør indskydes, at fyrede man med gas istedet for kul, ville der dannes væsentligt mindre kuldioxid per GJ indfyret, og dermed villeder også blive lavere algevækst. Den nydannede effekt på de 129 km� er beregnet til 1266 MWsv.t. 1,27 GW. Danmarks bruttoenergiforbrug er ca. 27 GW. Så hvis vi havde sol som i Arizo-na og kuldioxid nok kunne vi altså producere vort energiforbrug på ca. 2200 km� sv.t. ca. 5%af Danmarks areal. Men da solen her skinner noget mindre om sommeren end i Arizona ogmeget mindre om vinteren er regneeksemplet for Danmarks vedkommende rent tankespind. Tilgengæld viser de historiske erfaringer, at der er god grund til at tro, at USA vil kunne præsterenoget epokegørende.3.3.10 KonklusionDet er sandsynligt at de i teknisk målestok kendte metoder til fjernelse af kuldioxid, absorpti-on/desorption af kuldioxid med forskellige aminer eller forbrænding af kul i ren ilt er tekniskgennemførlige.Om en hel del år.Men navnlig den første metode synes at ville medføre etprohibitivt stort energitab, og den anden metode vil formentlig nødvendiggøre investeringer afet helt uoverskueligt omfang.Der foreligger mig bekendt ingen grund til at tro, at det vil være umuligt at finde egnede opbe-varingssteder til kuldioxiden.Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]27 af 61Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
Transport af store mængder kuldioxid i rør, kan derimod nok give anledning til betænkelighed.Udsivende kuldioxid vil lægge sig i lavninger eller kældre og virke kvælende, så eventuellerørledninger vil skulle omgås med stor forsigtighed.De amerikanske forsøg med i Arizona at opføre store drivhuse, hvor man lader alger optagekuldioxiden fra skorstensrøgen og efterfølgende omdanner algerne til brændstof, ser forbløf-fende overbevisende ud, men vil være helt uanvendelige i vort klima, og i øvrigt i et tæt befol-ket land.
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
28 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
3.4.Udvikling i dansk energiforsyningDirekte effekt PJ/år2001 2002 2003 2004 2005 2006 20071.140 1.201 1.196 1.306 1.315 1.242 1.137726780780828796724652318318302356393390346
År1972 1980Produktion i alt1540Råolie013Naturgas00Affald, ikke bionedbryde-ligt23Vedvarende energi1324Bruttoenergiforbrug i alt816 814Produktion i altRåolieNaturgasAffald, ikke bionedbryde-ligtVedvarende energi
1990 2000425 1.165256765116310448819783837
78888998995106114117119130835825831838848862874Direkte effekt GW0,47 1,27 13,46 36,84 36,15 38,07 37,92 41,31 41,69 39,39 36,060,00 0,40 8,12 24,18 23,03 24,74 24,74 26,19 25,25 22,96 20,680,00 0,00 3,68 9,81 10,08 10,09 9,56 11,24 12,46 12,38 10,980,141,530,212,630,232,820,243,000,263,360,263,610,273,710,273,780,274,13
0,08 0,100,40 0,77
Det ses, at denDansk Energiproduktion 1972 2007vedvarendeenergi1.400udgør 130 PJ/år modforbruget på 874 PJ/år.1.200Detbemærkes1.000desuden, at over 35 års800bestræbelser på atreducere energifor-600bruget,herunder400systematisk og succes-200riganvendelseafafgifter til at fordrive0energitung industri til19701980199020002010Asien og ØsteuropaProduktion i altRåolieikke har bevirket enNaturgasAffald, ikke bionedbrydeligtreduktion i energifor-bruget.Hvad får poli-Vedvarende energiBruttoenergiforbrug i alttikere og andre til attro, at det der er mislykkedes i 35 år nu skal kunne lade sig gøre.Der er jo ikke ret megetmere energitung industri at fordrive.I de sidste 10-15 år har vi været godt og vel selvforsynende med energi, i øvrigt som det enesteEU land. Det ses også, at produktionen af olie og naturgas falder.PJ/år
3.4.1 Vedvarende energi.Nedenstående vises en detailleret tabel over produktionen af vedvarende energi. Der har væreten meget respektabel udvikling.Biomassengav os i 200790,5 PJ.Altså godt 10 % af vortenergiforbrug. Energistyrelsen oplyser på sin hjemmeside, at den tilgængelige mængde af in-
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
29 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
denlandsk biomasse til energiforbrug er 165 PJ/år, så den har potentiale til at give os ca. 20%af vor energiforsyning.Man bemærke også, at vindkraften i 2007 gav 25,8 PJ svarende tilen femtedel af den vedva-rende energi og ca. 3% af vor totale energiforsyning.I øjeblikket må dog ca. halvdelen afvindproduktionen eksporteres, idet den ikke kan indpasses i det danske elsystem. Forfatterenforstår derfor ikke, hvorfor man taler om at ofre et sted mellem 50 og 100 milliarder kroner påat tredoble vindmølleparken.År1972 1980 1990 2000Vedvarende energi i alt13244883Sol, vind, vand, geotermi 0,076 0,211 2,49 15,8Solenergi0,00 0,05 0,10 0,34Vindkraft0,00 0,04 2,20 15,27Vandkraft0,08 0,12 0,10 0,11Geotermi0,00 0,00 0,10 0,12Biomasse12,3 23,8 42,5 60,9- Halm0,73 4,84 12,48 12,22- Skovflis0,00 0,00 1,72 2,74- Brænde3,00 7,62 8,76 12,43- Træpiller0,00 0,00 1,58 2,98- Træaffald2,56 3,71 6,19 6,90- Affald, bionedbrydeligt6,00 7,59 11,06 23,60- Fiskeolie0,00 0,00 0,74 0,05Biodiesel, Biogas, Var-mepumper0,16 0,49 3,21 6,50Biodiesel0,00 0,00 0,00 0,00Biogas0,15 0,18 0,75 2,91Varmepumper0,00 0,31 2,46 3,59Vedvarende energi i altSol, vind, vand, geotermiVindkraftBiomasseBiodiesel, Biogas, Var-mepumperBiodieselBiogasBiomasse396200020388774 1.530 2.6337795011704832311Direkte effekt PJ/år2001 2002 2003899510616,1 18,2 20,60,35 0,36 0,3815,50 17,56 20,020,10 0,11 0,080,14 0,17 0,1665,1 67,8 76,313,70 15,65 16,883,18 3,74 6,3413,24 13,02 14,873,07 2,94 3,096,70 6,04 6,3125,03 26,31 28,420,19 0,13 0,42200411424,40,3923,700,100,1679,817,946,9415,673,286,4028,950,65200511724,40,4223,810,080,1382,118,496,0817,673,266,5029,350,76200611923,00,4421,990,080,5384,118,546,6019,022,346,4830,100,97200713027,00,4725,820,100,5790,518,337,2925,022,616,2530,130,84
7,65 8,57 9,00 9,97 10,56 12,13 12,720,94 1,50 1,69 2,44 2,67 3,68 3,683,05 3,36 3,58 3,74 3,83 3,92 3,913,67 3,70 3,73 3,79 4,06 4,53 5,12Direkte effekt MW2.818 2.999 3.360 3.609 3.713 3.781 4.12751057765577077573185549255763574975569781911111212131415
1704834925576357497556978194333423333034555541718752 1.349 1.927 2.065 2.150 2.421 2.524 2.604 2.665 2.869
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
30 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
Produktion af vedvarende energi 1972 - 2007140120100
PJ/år
8060402001970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
Vedvarende energi i altBiomasseBiodieselVarmepumper
Sol, vind, vand, geotermiBiodiesel, Biogas, VarmepumperBiogas
Diagrammet taler for sig selv, og det fremgår tydeligt, at biomassen er den klart vigtigste kildetil vedvarende energi.Det vil formentlig overraske de fleste, at vindenergien kun udgør ca. en femtedel af den vedva-rende energi og kun ca. 2½ % af vort energiforbrug.4.1. Vind.Det vil være fremgået af det foregående, at forfatteren ser med nogen skepsis på det danskevindmølleprojekt, og i øvrigt også de vindmølleprojekter, der er i gang i vore nabolande.4.1.1. Samlet produktion og kapacitetsudnyttelse.Tabellen herunder informerer om kapacitet, kapacitetsudnyttelse og produktion i 2007 og2008.Dansk vindmøllekapacitet, produktion og kapacitetsudnyttelse i 2007 og 2008ØstVestDanmark i altHavLand I alt Hav Land I alt Hav LandI altSamlet kapacitet MW*211531 741 213 2217 2430 423 27483171Middel per mølle kW*2044493 2537 1917571 2488 1978554613Antal møller*1031077 1180 111 3880 3991 214 49575171PeriodeYdelse MW2.00759124 18397528625 1566528092.00882120 20292497588 173617790Udnyttelsesgrad W/kW nominel kapacitet2.007280234 247 458238257 3702372552008226 272 431224242 410224249388*) Ved udgangen af 2008
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
31 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
Danske vindmøllers ydelser i forhold tilkapaciteten i 2007 og 20081000900
Ydelse kW/Installeret MW
800700600500400
Fremstilling af kobber, stål,beton osv. belaster miljøet. Deranvendes store mængder af dissematerialer ved bygning afvindmøller. Det er derfor enekstra miljøbelastning at disseanlæg,harensålavudnyttelsesgrad.
Hertil kommer at udnyttelses-graden svinger mellem 0 og300omtrent 1, så man er nødt til at200have 100% back up fra termiske100værker. Dog med det forbehold,0at Danmark i nogen grad kan2.0072008trække på Svensk og NorskHav østLand østHav vestLand vestvandkraft, når det er stille vejr,Hav DKLand DKI altog omvendt lade svenskere ognordmænd spare på vandet, nårdet blæser her og vi kan sende vindmøllestrøm til Sverige og Norge. Dette samspil har væreten nødvendig forudsætning for det danske vindmølleprojekt. Men den nordiske vandkraftkapa-citet er ikke ubegrænset, og jo flere vindmøller der bygges her og i vore nabolande, jo mindrehjælp vil der være at hente i Norge og Sverige.4.1.2 Overføring af vindenergi over lange afstande.Til gengæld er der ideer om, at vi bare skal trække nogle kraftige kabler på kryds og tværs afEuropa, ud fra den forestilling, at når der er stille vejr et sted så blæser det et andet sted, og påden måde vil vi kunne hjælpe hinanden.I perioden fra den 30.06.2009 til den 23.07.2009 noterede forfatteren vindhastighederne 14gange på tilfældige tidspunkter på 27 lokaliteter så jævnt fordelt som muligt mellem Nordkap,Gibraltar og Konstantinopel, for at undersøge hvor megen udligning der kunne være tale om.Bortset fra at der i hele perioden på nær den første dag stod en strid blæst i Plymouth var detmeget vanskeligt at få øje på områder med mulighed for at eksportere et overskud af vindkraft.Så det er forfatterens vurdering, at ideen om transeuropæiske HVDC kabler er et luftkastel.Til illustration af forfatterens påstand er der herunder et diagram der viser vindproduktion iforhold til vindmøllekapaciteten i Danmark Øst, Danmark Vest og i E.ON.s tyske vindmølle-park dækkende hele december måned i 2008.
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
32 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
Vindydelse i forhold til møllekapacitet i Danmark vest, Danmark øst ogTyskland (EOn) i december 2008, samt nyttegrad Danmark vest.1000
900
800
700
W d ls /k k p c ey e e W a a it t
600
500
400
300
200
100
01305988171164157240233226219302394387470463456449532525518601693686679Timer fra den 01.12.2008DK VestEonDK ØstNyttegrad DK vest762
Det fremgår med stor tydelighed, at udveksling mellem de nævnte områder ikke ville haveværet til megen hjælp.UdnyttelsesgradW/kWDK Vest183DK Øst206EonNytte vest17736
De røde tal viser produktionen, medens ”Nytte Vest” angiver hvor meget effekt de vestdanskevindmøller afsatte i Vestdanmark i forhold til den installerede møllekapacitet.Så hver MW vestdansk møllekapacitet producerede altså 183 kW, af hvilke kun 36 MW, enfemtedel kunne afsættes i Danmark! I årets mørkeste måned, hvor der nok kunne være brug forelektricitet fra vindmøllerne ydede de altså kun ca. 1/5 af deres nominelle kapacitet og kungodt1/6 af denne femtedelkunne nyttiggøres i Danmark.4.1.3Vindenergiens variation.Vindenergiens akilleshæl er og forbliver dens variation og uforudsigelighed.Nedenstående tabel angiver for hver måned middelværdien, maksimumsværdien, minimums-værdien og standardafvigelsen for vindproduktionen. Det ses, at standardafvigelsen ikke liggerlangt fra middelværdien, hvilket betyder, at vindproduktionen varierer meget kraftigt. Dettefremgår også af de nedenstående kurver.Kilden til dataene i dette afsnit er:http://www.energinet.dk/da/menu/Marked/Udtr%c3%a6k+af+markedsdata/Udtr%c3%a6k+af+markedsdata.htm
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
33 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
MiddelJanuar - 12. au-gust 2009JanuarFebruarMartsAprilMajJuniJuli493649469602329578501412
DK Vest MWMaxMin216921692138216416462026179918940,10,60,10,54,612,60,83,3
Stdafv Middel490609535523347496454385167195186191139179179130
DK Øst MWMaxMin6696616326615946696625520,00,00,00,10,20,10,10,1
Stdafv164202180160138166166127
Dk i altMiddel660844655792469757681542
Vinbdmølleproduktion Månedsgennemsnit9008007006005004003002001000MartsruarMajrilnuaJuniAprJuli
Diagrammet viser, hvorledes vindkraften harvarieret måned for måned i de første 7måneder i 2009.Det er en populær påstand, at med et stortantal elbiler vil man kunne opbevarevarierendevindudbytteribilernesakkumulatorer. I marts var ydelsen i alt 792MW i gennemsnit og i april 469 MW.Med dagens batteriteknologi taler man om, aten bil skal kunne køre indtil 160 km på enopladning. Så hvis bilerne kun skulle køre påvind, ville der ikke blive megen kørsel i april,og heller ikke i juli.
MW
DK Vest MW
Feb
Ja
DK Øst MW
Dk i alt
Ovenstående og de efterfølgende kurver viser samtidigheden mellem vindproduktionen iDanmark Vest og Øst. Den er betydelig. Et Storebæltskabel til at sammenbinde Øst og VestDanmark kan være fornuftigt, idet Danmark Øst har en betydeligt lavere vindkapacitet endDanmark Vest og således burde kunne aftage noget af den elektricitet, som Danmark Vest idag må eksportere, Men som det vil fremgå af nedenstående er det ikke således, at der er vind-stille i øst, når det blæser i vest og omvendt.Diagrammerne på denne side viser hvorledes vindproduktionen har varieret fra time til time,idet denblå kurverepræsenterer Danmarkvestfor Storebælt, og denrødekurve Danmarkøstfor Storebælt.Y-aksen viser produktion i MW.Diagrammerne dækker hver en måned fra januar til juli 2009.
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
34 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
Januar 2009
Februar 20092500
2500
20002000
15001500
10001000
500500
0
0
Marts 20092500180020001600140015001200MW100080060050040002000
April 2009
1000
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
35 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
Maj 20092500
Juni 200920001800
2000
16001400
MWJuli 2009
1500MW
12001000800600
1000
500
400200
0
0
20001800160014001200MW10008006004002000
4.1.3. Vindenergiens Nyttevirkning.Det er kendt, at det i perioder med stort varmebehov er nødvendigt at lade de konventionellekraftværker producere varme til opvarmningsformål, og at der samtidig hermed nødvendigvisproduceres elektricitet. Blæser det samtidigt, produceres der hyppigt meget mere elektricitet,end der kan afsættes i Danmark, hvorfor elektriciteten må afsættes på det nordeuropæiskemarked, ofte til meget lave priser.Beregningsprincip for nyttevirkning.Tabellen nedenfor med tal fra Danmark Øst viser samhandlen med Sverige og Tyskland samtvindproduktionen på de angivne tidspunkter den 1. Januar 2008.Kl. 01.00 yder vindmøllerne130 MW,og derimporteres 140 MW.Altså har vindmøllerne ennyttevirkningpå130 MWidet al den producerede strøm afsættes i Danmark..Kl. 7eksporteresder netto74 MW,og vindmøllerne producerer117 MW.Altså varnytte-virkningen117-74 =43 MW.Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]36 af 61Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
ImportDato01-01-200801-01-200801-01-200801-01-200801-01-2008Time Sverige Tyskland1333-1932195-1356-153697-59652210-157208
MWEksport
Vind
IaltProduktionNyttevirkning-140130130-6015515584106227411743-518989
Man kan så spørge, hvad der er galt ved at producere vindenergi til eksport. Der er det galt atelprisen i perioden var29,7 øre/kWh,hvilket kun er ca. halvdelen af hvad, der skal betales tilmølleejerne. Man kan ikke skrue ned for det konventionelle værker, for de skal levere varme,man skal aftage vindmøllestrømmen, selv om den ikke leverer varme, og man skal afsætte denaf møllerne producerede overskudsstrøm på eksportmarkedet til ca. halvdelen af kostprisen. Sådanske elforbrugere får lov til at betale differencen, medens tyskere svenskere og nordmændkan sidde og grine sig fordærvede over ”die dumme Dänen.”Den vindmøllestrøm vi eksporterer bidrager til reduktion af tyskernes kuldioxidudledning –ikke svenskernes og nordmændenes for de bruger praktisk talt ikke fossile brændstoffer tilelproduktion, men den bidrager ikke til at reducere danskernes kuldioxidudledning.Tabellen nedenfor viserNyttevirkningenaf den vestdanske vindmøllepark, måned for månedfra Januar 2008 til og med juli 2009.Samt udnyttelsegraden af den2430 MWstore (ultimo 2008) vestdanske vindmøllepark.El Middeltal for Vestdanmark 2008El Middeltal for Vestdanmark 2009Vind tilVind tilVind-DK-Vind- DK-DanmarkNetto-DanmarkNetto-pro-Vest:pro- Vest:Vesteks-VestPerPereksportduk-For-duk- For-Nytte-portNytte-må-må-tionbrugtion brugvirkningvirkningnednedMWMWDageDage31579515109327353177686649 26672939954995626902878480469 264231284511806253631597135601 2465305019329924293078176329 219831-365217233230331-50398578 212130-9344359823423083280501 221631-416339369214831-84309412 202531-571460469229330-23931638123903139428868224853075017977226173165790445258536691919292W/kWW/kW118421-139-410599484834152528437218614013959195237540763224324024622653235722762562212909130771736211101286507577471233025892177
JanFebMarAprMajJunJuliaugsepoktnovdecSum/gennemsnit1. Kvartal2. Kvartal3. Kvartal4. KvartalI forholdtil vind-kapacitetI forholdtil for-brug
1013 W/kW1000 W/kW37 af 61
126132
8791
209218
9591000
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
Det ses fra næstnederste linje, at 1000 MW installeret vindmøllekapacitet leverede140 MWtildanske forbrugere i gennemsnit i 2008 og kun87 MWi gennemsnit i månederne januar til juli2009. Til sammenligning var vindproduktionen i de to perioder henholdsvis243 MW og 209MWper installeretGW.Vindstrømsandelene af elforbruget er henholdsvis139 MWog91 MWper 1000 MW forbrug2008 og i 1. halvår 2009. Tallene skal forstås som gennemsnitstal, baseret på en måling hvertime. 8744 målinger i 2008, og foreløbig 5064 målinger i 2009.Det bemærkes, at1000 MWinstalleret vindmøllekapacitet kun yder henholdsvis243 MWog209 MWI 2008 udnyttedes57,6%af denne produktion i Danmark vest, og i de første 7 måneder af2009 udnyttedes41,6%af produktionen.I perioden Januar 2008 til og med marts 2009 producerede den741 MWstore østdanskevindmøllepark i gennemsnit201 MW sv.t. 27%af kapaciteten og i gennemsnit154 MWaf-sattes i Danmark Øst svarende til22 %af vindmøllernes kapacitet.I perioden var det østdanske gennemsnitsforbrug1687 MW,hvoraf vindmøllerne efter fradragaf eksporten leverede154 MWeller9,1 %.Lidt mindre end i Vestdanmark.Årsagen til den lave udnyttelsesgrad er vindkraftens kraftige og uforudseelige variation. Hvisproduktionen var stabil og forudsigelig kunne man sagtens anvende den internt. Nedenståendekurver fraDanmark Vestviser variationerne.
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
38 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
350030002500
Elstatistik April 2008
MW
200015001000500
Time
0
1
38 75 112 149 186 223 260 297 334 371 408 445 482 519 556 593 630 667 704DK-Vest: VindproduktionDK-Vest: ForbrugVind til Danmark Vest
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
39 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
350030002500
Elstatistik Maj 2008
MW
200015001000500
Time
0139 77 115 153 191 229 267 305 343 381 419 457 495 533 571 609 647 685 723DK-Vest: VindproduktionDK-Vest: ForbrugVind til Danmark Vest
350030002500
Elstatistik Juni 2008
MW
200015001000500
Time
013875 112 149 186 223 260 297 334 371 408 445 482 519 556 593 630 667 704DK-Vest: ForbrugVind til Danmark Vest
DK-Vest: Vindproduktion Juni
350030002500
Elstatistik Juli 2008
MW
200015001000500
Time
0
1
39 77 115 153 191 229 267 305 343 381 419 457 495 533 571 609 647 685 723DK-Vest: VindproduktionDK-Vest: ForbrugVind til Danmark Vest
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
40 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
350030002500
Elstatistik August 2008
MW
200015001000500
Time
013977 115 153 191 229 267 305 343 381 419 457 495 533 571 609 647 685 723DK-Vest: ForbrugVind til Danmark Vest
DK-Vest: Vindproduktion
350030002500
Elstatistik September 2008
MW
200015001000500
Time
0138 75 112 149 186 223 260 297 334 371 408 445 482 519 556 593 630 667 704DK-Vest: VindproduktionDK-Vest: ForbrugVind til Danmark Vest
4000350030002500
Elstatistik Oktober 2008
MW
200015001000500
Time
0139 77 115 153 191 229 267 305 343 381 419 457 495 533 571 609 647 685 723DK-Vest: VindproduktionDK-Vest: ForbrugVind til Danmark Vest
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
41 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
4000350030002500
Elstatistik November 2008
MW
200015001000500
Time
0138 75 112 149 186 223 260 297 334 371 408 445 482 519 556 593 630 667 704DK-Vest: VindproduktionDK-Vest: ForbrugVind til Danmark Vest
4000350030002500
Elstatistik December 2008
MW
200015001000500
Time
0139 77 115 153 191 229 267 305 343 381 419 457 495 533 571 609 647 685 723DK-Vest: VindproduktionDK-Vest: ForbrugVind til Danmark Vest
4000350030002500
Elstatistik Januar 2009
MW
200015001000500
Time
0
1
38 75 112 149 186 223 260 297 334 371 408 445 482 519 556 593 630 667 704 741DK-Vest: VindproduktionDK-Vest: ForbrugVind til Danmark Vest
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
42 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
4000350030002500
Elstatistik Februar 2009
MW
200015001000500
Time
013977 115 153 191 229 267 305 343 381 419 457 495 533 571 609 647 685 723DK-Vest: ForbrugVind til Danmark Vest
DK-Vest: Vindproduktion
4000350030002500
Elstatistik Marts 2009
MW
200015001000500
Time
0139 77 115 153 191 229 267 305 343 381 419 457 495 533 571 609 647 685 723DK-Vest: VindproduktionDK-Vest: ForbrugVind til Danmark Vest
350030002500
Elstatistik April 2009
MW
200015001000500
Time
0
1
38 75 112 149 186 223 260 297 334 371 408 445 482 519 556 593 630 667 704 741DK-Vest: VindproduktionDK-Vest: ForbrugVind til Danmark Vest
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
43 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
350030002500
Elstatistik Maj 2009
MW
200015001000500
Time
0
1
38 75 112 149 186 223 260 297 334 371 408 445 482 519 556 593 630 667 704 741DK-Vest: VindproduktionDK-Vest: ForbrugVind til Danmark Vest
350030002500
Elstatistik Juni 2009
MW
200015001000500
Time
0
1
38 75 112 149 186 223 260 297 334 371 408 445 482 519 556 593 630 667 704 741DK-Vest: VindproduktionDK-Vest: ForbrugVind til Danmark Vest
350030002500
Elstatistik Juli 2009
MW
200015001000500
Time
0
1
39 77 115 153 191 229 267 305 343 381 419 457 495 533 571 609 647 685 723DK-Vest: VindproduktionDK-Vest: ForbrugVind til Danmark Vest
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
44 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
Man er i gang med en kraftig udbygning af vindmøllekapaciteten i både Danmark Øst og Vest.Den gule kurve i diagrammerne ovenfor angiver den vindeffekt, der afsættes i Danmark vestidet nettoeksporten til ethvert tidspunkt er fratrukket vindproduktionen. Den gule kurve repræ-senterer den vindproduktion, der herefter er tilbage til afsætning i Danmark vest.Det forekommer forfatteren, at det ville være fornuftigere at bekymre sig om en bedre inden-landsk udnyttelse af den producerede vindenergi, så den gule kurve kunne hæves betragteligt.Både Norge og Sverige har som nævnt planer om en kraftig udbygning af deres vindmøl-lekapacitet. Det må nødvendigvis være dårligt nyt for danske vindmøller, der er afhæn-gige af at kunne trække på variabiliteten af den svenske og norske vandkraft. For der ergrænser for denne variabilitet.Det vil være helt tåbeligt at gemme strømmen i form af brint fremstillet ved elektrolyse, idetalene selve elektrolyseprocessen er forbundet med et tab på 25%. Hertil kommer den ikke bil-lige komprimering af brinten, så man kan opbevare den uden at anvende lagerbeholdere afastronomisk størrelse, og endelig skal den vel igen omdannes til elektricitet med et tab på ikkeunder 40%, som det ser ud i øjeblikket. Der tales da heller ikke nær så meget om brint i dagsom for et år siden. Nu er elbiler den store mode. Kun folk med profetiske evner kan forudsige,hvad der vil være den store mode om endnu et år.Det er til overmål vist ovenfor, at vindydelsen ofte er tæt på nul. Et moderne samfund kan ikkeundvære strøm.Vindkraft er derfor en garanti for fortsat afhængighed af fossile brænds-ler.Jo mere vi elektrificerer vort energiforbrug jo mere stabil og økonomisk overkommeligskal elforsyningen være.Konklusion1. I de kolde og mørke måneder, hvor kraftværkerne også må producere varme må enmeget stor del af vindmøllestrømmen eksporteres.2. Vindproduktionen varierer voldsomt og er ofte tæt på nul3. Før man finder en metode til opbevaring af strømmen er det helt uansvarligt at villeforøge vindkapaciteten.4. Hidtil har de norske og svenske vandmagasiner i nogen grad kunnet hjælpe os, menbåde Norge og Sverige planlægger en kraftig udbygning af deres egen vindproduktion, sådet må forudses at blive vanskeligere at hente hjælp i Norge og Sverige.5. Et så svingende produktionsapparat repræsenterer et enormt spild af bl.a. kobber,som der sikkert bliver god brug for andre steder. Og da vindeffekten ofte går i nul erman nødt til at have 100% back up, dvs. man sparer ikke en eneste kW konventionelkraftværkskapacitet ved at bygge en vindmølle. Det er tilmed overmåde tvivlsomt omman forlænger det konventionelle kraftværks levetid ved at lade det stå stille eller køremed nedsat ydelse i en del af tiden. De fleste maskiner har det bedst med en jævn belast-ning.
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
45 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
4.1.1. Prisen for vindenergi.Offentligheden er ikke forvænt medregnskaberfra vindmølleindustrien. Men man ved dog, atf.eks. Horns Rev I mølleparken har kostet 2000 millioner til selve møllerne og ca. 300 millio-ner i tilslutningsomkostninger. Ydelsen kan man finde på energistyrelsens hjemmeside. Der-imod må man gætte sig til drifts- og vedligeholdelsesomkostningerne. Vi får mildt sagt lov tilat betale regningen, men dens grundlag synes ikke at vedkomme os.Nominel kapacitet 80 møller a 2 MWLevetidRentefodInvesteringAmortisering (beregnet)Drift og vedligehold(skønnet)Drift og vedligehold(skønnet)Samlet beregnet årlig udgiftGns. Ydelse 2003 – Juli 2009Ydelse i forhold til kapacitetProduktionGrænseomkostning kapitalGrænseomkostning drift og vedl.holdGrænseomkostning ialtInvestering i fht. Effektiv kapacitet1602542300169511528462,439,054725019544536,85MWår% p.a.milliarder krmillioner kr/år% p.a. af investeringenmillioner kr/årmillioner kr/årMW%GWh/årkr/MWhkr/MWhkr/MWh.kr/Watt
Til sammenligning angiver BTM Consult en byggepris i dag påFor havvindmøller på39,00 kr/WattFor landvindmøller32,61 kr/WattTallene er beregnede af forfatteren på basis af at BTM selv opgiver henholdsvis 3000 $ og1380 $ i investering per nominel kW hav- og landmøllekapacitet. Forfatteren forudsætter i sinberegning, at udnyttelsesgraden for disse er henholdsvis 40 og 22 % og at dollarkursen er 5,20DKK/$. Til beløbene må så lægges forbindelse til fordelingsnettet, hvilket navnlig for havmøl-lerne ikke er nogen ringe udgift, for slet ikke at tale om den uundværlige back-up.Fra den 1.januar til den 12. august 2009 ydede de danske vindmøller mindre end 5% af den nomi-nelle kapacitet i 24% af tiden. Altså praktisk ingenting.
(Hvem ville købe en bil, der svigtede hver fjerde gang man skulle bruge den? Og som kun kørei første gear i over halvdelen af tiden?)Ydelseskurver vindmøller øst og vest fra01.01.2009 til 12.08.2009300025002000MW150010005000110012001300140015001
Kurverne repræsenterer 5376målinger, 1 for hver time iperioden. Den blå kurve visertallene sorteret efter størrelse. Denrøde viser kronologien. Dennominelle danske vindmølle-kapacitet ultimo 2008 var 3171MW. Det ses, at i 3000 af de 5376registrerede timer har møllerneydet under 500 MW.
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
46 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
Kurverne turde underbygge forfatterens påstand om, at vindkraft er en effektiv garanti for fort-sat afhængighed af de fossile brændsler, der må sættes ind, når vinden lægger sig. Dette kosterbåde kuldioxid og penge.Man kan nogenlunde udregne hvor meget kuldioxid. Vindkraften gør det ikke muligt at spareet eneste konventionelt kraftværk, idet disse jo skal sættes ind, når vinden lægger sig, og skalholdes varme og driftsklare. Og fornyes efterhånden som de bliver forældede.Denne omkost-ning må være betydelig, men den er ikke offentligt kendt. Forfatteren er heller ikke be-kendt med offentligt tilgængelige regnskaber, der viser VINDMØLLERNES DRIFTS-OMKOSTNINGER.Der anvendes bl.a. store mængder kobber i vindmølleindustrien. –Et til himlen skrigenderessourcespild at opføre anlæg med en udnyttelsesgrad langt under 50%, hvortil kom-mer, at der også ved fuld kapacitetsudnyttelse skal anvendes mere kobber per kW imange små dynamoer end i én stor.Vattenfall opgiver i sin ”Årsredovisning2006”(kan nedtages fra nettet som en pdf fil)på side19 en fremstillingspris på ca.600 kr/MWh.(Danske kroner) ved havmøller. Der angives doghverken rentefod eller afskrivnings-periode. Så det er svært at vide, hvad man skal tro.Iflg. ovenstående kostede Horns Rev møllerne 2300 millioner kr/160 MWinstalleret effekt,svarende til14,37 mill kroner per nominel MW, og på basis af 7 års driftserfaringer finderman en investering på ca.36,8 mio kr per reel MW eller ca. 36,8 kr/WDet fremgår af afsnit 3.2 at Danmarks gennemsnitlige elforbrug er 4000 MW sv.t. ca. 800Watt/indbygger. Skulle vi forsynes med strøm fra vindmøller skulle der altså per indbyggerinvesteres 800*36,8 = 29.440 kr. Det kunne vi nok klare, men til trods for, at vi har over 5000vindmøller med en samlet nominel kapacitet på godt 3000 MW producerede de i perioden 1.januar til den 12. august 2009 under 150 MW i 21% af tiden.Så iflg. forfatterens opfattelse er det langt vigtigere at udvikle metoder til opbevaring af strømend at udbygge vindmøllekapaciteten. Problemet er imidlertid, at de opbevaringsmetoder, mankan få øje på enten medfører betydelige energitab, eller har karakter af rene luftkasteller.4.2. Biomasse.Det danske biomassepotentiale opgives af Energistyrelsen til 165 PJ/år. Ifølge ovenståendetabel udnyttes over halvdelen allerede (92 PJ i 2006). Så biomasse kan absolut yde et bidrag tilvor energiforsyning, men uden en massiv import kommer vi ikke over 20% af vort - nuværen-de – energiforbrug.4.2.1. BiogasOmbiogasanlægtil behandling af svineproducenternes gylle er at sige, at de fungerer ikkemed mindre de bliver tilført andet affald, som med fordel kunne afbrændes som det er. Heltabsurd bliver det, når man giver tilskud til at omdanne den ved biogasanlæggene fremstilledebiogas til elektricitet, der nødvendigvis må blive langt dyrere end konventionelt fremstilletelektricitet. Det mindste man kunne forlange var dog, at den producerede biogas blev anvendt ieksisterende forbrændingsanlæg, uanset om disse producerer både el og varme eller kun var-me. Men lad dog markedet finde ud af det.Landbruget har desværre en lang tradition for at tænke i statstilskud. Og lovgivningen fastsæt-ter, at der skal ydes tilskud til landbrugets legetøjskraftværker. Forfatteren mener, at løsningenSøren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]47 af 61Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
på gylleproblemerne bør betales af svinekødsforbrugerne, og ikke af skatteydere eller via el-regningen. Omfattende historiske erfaringer tilsiger os at være overbeviste om, at enskatte-yderfinansieret løsning på gylleproblemerne vil være dyr og ineffektiv.Den danske svinegylle har et teoretisk energiindhold på ca.5,8 PJ/år sv.t. 184 MW. 0,7% afDanmarks bruttoenergiforbrug.Forfatteren ved ikke, hvor stor en del af disse teoretiske 184 MW, der kan blive til biogas ogderefter til elektricitet – efter fradrag af energiforbruget ved processen. Men i hvert fald langtunder halvdelen. (Danmarks bruttoenergiforbrug er ca. 850 PJ/år sv.t. ca. 27 GW.)Man kan heller ikke gå ud fra, at vi vil opretholde den store svineproduktion. Desuden bliverman stadigt dygtigere til at udnytte svinefoderet, hvilket betyder, at der bliver mindre energitilbage i gyllen. Måske bliver man bedre til at styre den biologiske nedbrydningsproces udentilskud af andet affald.Tallene for gylle er i øvrigt usikre. De kan godt være 50% forkerte.I Nyhedsmagasinetomenergi,efterår 2009oplyser en begejstret artikel”Gylle og grønneskove”at danske biogasanlæg i dag producerer 4 PJ per år. Og man er oven i købet ærlige noktil at oplyse, at gylleanlæggene skal have tilført slagteriaffald og andet for at fungere. Men manhåber, at kunne udvikle ny teknologi, så man vil kunne ”klare sig på gylle som egentlig ikkehar et ret højt energiindhold, forklarer Preben Birr Pedersen”. Så her ser vi igen en teknologi,der ikke vil kunne klare sig uden tilskud.Tilskud, sød musik for politikere, der får magt her-ved, for embedsværk der får beskæftigelse, og producenter der får penge. At samfundet samti-digt bliver fattigere synes kun at bekymre en forsvindende minoritet.4.2.2. Bioethanol og biodiesel.Forfatteren har ikke truffet nogen sagkyndig person, der har kunnet se nogen fornuft i at om-dannebiomassetilmotorbrændstofferi stedet for at brænde den af, som den foreligger. Derer ganske vist også tab ved at omdanne råolie til benzin og diesel, men de er langt lavere endved at omdanne biomasse.Dog må det indskydes, at transportproblemer måske kan gøre lokal omdannelse af halm tilflydende brændstof fornuftig. Mere herom nedenfor.Afbrændes halm, korn eller træflis i kraftværker vil 1 MJ(oule) biomasse erstatte 1 MJ kul.Omdannes 1 MJ biomasse til flydende brændstof vil der i det højeste spares 0,20-0,25 MJ olie.Og omdannelsesprocessen kræver et betydeligt kapitalapparat.Det må indskydes, at hvis man omdanner fedt fra destruktionanstalter, dvs. et produkt manikke kan undgå at producere, ser regnskabet bedre ud. Men stadigvæk ville det være mere rati-onelt at brænde det, som det er, end at skulle igennem en ganske kompliceret proces for at om-danne det til biodiesel.Den danske regering har prisværdigt strittet imod EU beslutningen om at blande biobrændsel imotorbrændstoffet, idet den synes at dele overstående betragtninger. Men den må naturligvis isidste ende bøje sig for EU systemets trang til at demonstrere miljømæssig fromhed, for ikke atsige fromt hykleri, idet EU løsningen ikke giver maksimal kuldioxidbesparelse, og tilmed erdyr. Men naturligvis profitabel for landmænd, entreprenører, forskningsinstitutioner, embeds-værk m.m.
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
48 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
INBICON er i gang med et ambitiøst projekt i Kalundborg for omdannelse af halm til ethanol.Den beregnede kapacitet er 60.000 tons ethanol per år svarende til 1,6 PJ eller 50,6 MW(MJ/sek), hvor det danske forbrug af motorbrændstof er ca. 7000 MW.Forfatteren er skeptisk med hensyn til en så kompliceret proces som at omdanne halm til etha-nol, men der er ikke andet at sige end, at vi med spænding imødeser de første reviderede regn-skaber og energibalancer. Disse er en uundværlig forudsætning for at kunne vurdere projektet.Forfatterens helt personlige vurdering er, at klimaministeren – og Novozymes, der leverer en-zymer til processen - har grund til at være glade for, at disse regnskaber ikke kan nå at forelig-ge, når hun ved klimakonferencen til december skal fremvise projektet.SCF Technologies A/S(http://www.scf-technologies.com/default.asp?id=117) arbejder meden interessant teknologi til omdannelse af biomasse til flydende brændstof, gående ud på atreagere biomasse med vand under højt tryk og en temperatur på et par hundrede grader. Forfat-terens vurdering er, at processen er langt mere rationel end mikrobiologernes og politikernesforetrukne mikrobiologiske metoder for omdannelse af biomasse til ethanol og methan vedhjælp af mikroorganismer. Hård teknologi mod blød.Processen ændrer dog ikke ved det fundamentale, at biomasse er en begrænset ressource, og atden mest rationelle anvendelse af denne som hovedregel vil være at brænde den af, som den er.Dette ændrer sig først i det øjeblik vi har andre energikilder til at besørge el- og varme-produktion end fossile brændstoffer.Ved DtU.s afdeling for kemiteknik er der arbejdet (Niels Bech: In situ flash pyrolysis of straw,2008) med kortvarig varmebehandling dvs. nogle sekunder ved ca. 500�C, hvorved der er op-nået udbytter af en brændbar olie på ca. 50% af det teoretiske. Den dannede olie er delvisblandbar med vand, men ved reaktion med brint under tryk kan den omdannes til dieselolie.Det er forfatterens vurdering, at denne proces er den særdeles komplicerede biologiske frem-stilling af ethanol ud fra halm betydeligt overlegen.4.3. BølgekraftForfatteren har i efteråret 2007 deltaget i Folkeuniversitetskurset nr. 7679 ”Vedvarende Ener-gi” i Århus. En af forelæsningerne (06.11.2007) handlede om bølgeenergi. Forelæseren varHans Chr. Sørensen fra Wave Dragon. Sewww.Wavedragon.co.ukBølgeenergien ud for Eu-ropas Atlanterhavskyst skulle have et potentiale på 290 GW, altså godt 10 gange DanmarksenergiforbrugI juli 2003 startede et forsøgsanlæg i Nissum Bredning en produktion på4 kW el,når vind ogvejr var rigtige.Ca. svarende til ydelsen fra en knallertmotor.Anlægget har kostet100 mil-lioner kr.Den nævnte hjemmeside giver en imponerende grundig beskrivelse af miljøforhol-dende omkring demonstrationsanlægget:The Milford Haven Wave Dragon Pre-Commercial Demonstrator is a floating slackmoored wave energy converter with a rated capacity of 4-7 MW,
der planlægges bygget ud for Wales’ sydvestkyst. Men intet om omkostningerne. Menkun meget modige folk tør gå en faktor 1000 op i anlægsstørrelse.Den 09.09.2009 oplyste Wave Dragon’s hjemmeside følgende:
“Latest.....August 25 2009Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]49 af 61Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
The financial crisis has caused a delay in the plans for deploying the first full scale WaveDragon.Wave Dragon is currently seeking venture capital.”Danfosshar været engageret I udvikling af en anden type bølgemaskineWave Star.Danfosstrak sig ud af dette projekt i midten af september 2009.Konklusion.Det er svært at bevare troen på, at bølgeenergi vil blive en væsentlig energikilde ien overskuelig fremtid.4.4. SolenergiDen 13.11.2007 holdt lektor Simon Furbo, DtU, foredrag om emnet på Århus Folkeuniversi-tets kursus i vedvarende energi.4.4.1. SolvarmeEfter nogle indledende rituelle beklagelser over, at støtten til solenergi afskaffedes efter rege-ringsskiftet i 2001 vedgik foredragsholderen, at det faktisk går ganske udmærket med solener-gienudenoffentlig støtte. Dansk hovedaktør er Velux gruppen med firmaet SOLARCAPGROUP. Se f.eks. (http://www.vkr-holding.dk/links.htm)Foreløbig fortrinsvis til opvarmning, men der eksisterer dog også i USA og Spanien egentligesolkraftværker, hvor spejle anvendes til at koncentrere solstrålerne på fordampningsanlæg.Således findes der f.eks. i Mojave ørknen i USA et solkraftanlæg dækkende et areal på 1 km�og med en effekt på 354 MW – i dagtimerne. Denne type kraftværker kan imidlertid kun kunnekomme på tale i ørkenområder betydeligt nærmere ækvator end Danmark.Spanien har ved Sevilla bygget Verdens største solkraftanlæg med en kapacitet på 11 MW –når solen skinner. Til sammenligning producerede de spanske kernekraftværker i 2006 i gen-nemsnit 6000 MW. Ca. 1,5 gange Danmarks elforbrug.4.4.2. SolcellerDet kan ikke udelukkes, at det vil lykkes at udvikle solceller, der kan levere elektricitet til enrimelig pris, men jo stadig med den begrænsning, at solen ikke skinner om natten.Den 02.04.2009 hørte forfatteren Arne Nylandsted Larsen, Århus Universitet, tale om solcel-ler. Verdens effektforbrug i 2009 er 13 TW, der forventes at være steget til 30 TW i 2050 og50 TW i 2100. (3-5 kW/indbygger) Foredragsholderen konkluderede, at fremtiden tilhører sol-cellen, men en solcelle, der er god nok, er ikke opfundet endnu, men måske om 10 – 20 år.Forfatterens anbefaling vil være, at man lader forretningslivet om solenergien, og ikkegiver den anden støtte end at undlade subvention til både den og til mulige konkurrenter.Den 20.09.2009 kunne man høre i TV avisen kl. 21, at i Tyskland afregnes strøm fra solcellermed en pris på 3,20 kr/kWh. Middeleffektforbruger af al energi er ca. 5 kW per dansker. Skul-le denne effekt skaffes ved hjælp af solceller til en pris af 3.20 kr/kWh ville udgiften blive 16kr/indbygger/time. Eller140 tusindekroner per indbygger per år. Spædbarn og olding med-regnet. Så det er i orden at forske, men praktisk anvendelse i mærkbart omfang er naturligvisfuldstændigt uansvarlig.4.4.3. AlgerDer arbejdes med at lade alger udnytte solenergien til fremstilling af olie. I princippet er detmeget vel muligt i solrige egne at opnå en produktion svarende til 50 g olie/m�/dag. Svarendetil 18.000 tons per km�/år. Et tropisk ørkenområde på ca. 10 x Danmarks størrelse ville såledesSøren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]50 af 61Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
være fuldt tilstrækkelig til fremstilling af Verdens energiforbrug. Der er bare det lille problem,at 50 gram olie vil indeholde ca. 43 gram kulstof. Kulstoffet skal hentes ud af atmosfæren ogdenne mængde kulstof svarer til kulstofindholdet i ca. 220 m� luft. I løbet af dagen skal hverkvadratmeter vandoverflade altså gennembobles af teoretisk 220 m� luft, i praksis en del mere,for man får ikke al kuldioxiden overført fra luften til vandet. Det kan simpelthen ikke lade siggøre i større målestok.4.4.4. SolkraftværkerDerimod arbejdes der i Arizona med planer om at lade skorstensrøg fra kraftværker passereover algedamme, der så vil kunne absorbere kuldioxiden fra skorstensrøgen under dannelse afbrandbart organisk materiale. Dette er muligvis fornuftigt, men det er ikkeløsningen.Man viljo næppe standse kraftværket ved solnedgang. Processen er detailleret beskrevet under pkt.3.3.9.4.4.5. HavalgerTang vokser meget hurtigt i tropisk havvand, hvis mineralforsyningen er tilstrækkelig. Dennetang vil naturligvis kunne anvendes som energikilde, så her er der måske nogle muligheder.Men bliver nettoeffekten at kuldioxid overføres fra havet til luften er vi lige vidt.Tidsskriftet Chemical Engineering, September 2009, bringer en artikel om et eksperiment iMassachusetts iflg. hvilken man i et lavvandet kystområder på 100 acres ved hjælp af algerper år vil fremstille 2 millioner gallons dieselolie.Kunne vi opnå samme produktivitet i danske farvande behøvede vi kun et lavvandet kystom-råde på 1441 km� eller 2 algedamme med en kantlængde hver på 27 km til dækning af hele detdanske energiforbrug.Der må dog indvendes, at Massachusetts ligger ca. 1400 km nærmere ækvator end Danmarkog derfor får et tilsvarende større solindfald. Den anden og iflg. forfatterens opfattelse nok såtungtvejende indvending er, at der vil indgå ca. 20 millioner tons kulstof til dannelse af dentænkte oliemængde.Til forfatterens meget store overraskelse, lykkedes det ikke at finde et brugbart tal for hav-vands kuldioxidindhold og dermed kulstofindhold, så det har ikke været muligt at beregne,hvor meget havvand, der skal strømme igennem algedammene for at levere den nødvendigekulstofmængde, men forfatteren skønner, at den nødvendige gennemstrømning er prohibitivtstor.Men det kan nok undre, at det ikke er en let sag, at finde ud af, hvorledes havets kuldioxid-indhold har ændret sig i de sidste hundrede, eller i hvert fald 20 år? Forfatteren vil på in-gen måde afvise drivhusgashypotesen. Men dens fortalere har ikke gjort deres arbejde or-dentligt, hvis de ikke har undersøgt variationerne i havets kuldioxidindhold.4.5. Brint.Forfatteren medtager kun brint her, fordi det er almindeligt antaget, at brint er en kilde til ved-varende energi.Dette er en alvorlig misforståelse. Brint findes ikke i fri form på Jorden ogkan dermed ikke være en energikilde.Men den kan fremstilles ved elektrolyse af vand.Desværre bliver ca. 25% af den indsatte elektricitet til varme i stedet for til kemisk energi, ogdet er heller ikke tabsfrit at omdanne brinten til elektricitet igen. I det højeste kan man vel opnået eludbytte på 60% af det teoretiske. Totalt 0,75*0,6 = 0,45. Før andre driftsomkostninger.Man taber altså over halvdelen af den strøm, der, hvis den fremstilles ud fra vindmøller, i for-vejen er alt for dyr.
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
51 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
4.5.1. BrændselscellerDer udføres et stort arbejde med brændselsceller for omdannelse af brint og naturgas til elek-tricitet, hvorved man kan håbe på at fremstille motorer med en væsentlig bedre udnyttelse afbrændstoffet end konventionelle eksplosionsmotorer.En vis skepsis synes på sin plads, idet man med al den teoretiske og teknologiske viden vi har idag – 50 eller 100 gange mere end for 50 år siden – efter 10-20 års intensiv forskning ikke harværet i stand til at fremstille noget, der er kommercielt interessant undtagen til specielle an-vendelser, hvor energiprisen er uden betydning. Teknologihistorien rummer masser af eksem-pler på, at væsentlige nye teknologier er kommercielle ca. 20 år efter den teoretiske erkendelseeller efter første prototype. Når vi derfor i dag ikke kan få en i princippet simpel proces, derhar været kendt i over 200 år til at fungere ved et par årtiers forskning, kan man tvivle på, atprocessen overhovedet har nogen muligheder.Endelig er at sige, at hvis brint skal fremstilles, skal den også kunne både opbevares og frigi-ves til forbrug. På baggrund af 25 års industriel erfaring med brint, kan forfatteren sige, at brintpå gasform under tryk ikke er en mulighed. Der arbejdes med forskellige måder at binde brintkemisk, så den kan frigives efter behov. De vises sten er ikke fundet. Der kan f.eks. henvisestil lektor Troels R. Jensen, Kemisk Institut Arhus Universitet, som forfatteren hørte den20.11.2007.Brint kan også fremstilles ud fra kul, olie, naturgas og alt andet brændbart, hvilket er billigereend at fremstille den ved hjælp af elektricitet, men dette gør ikke brint til en energikilde.Ovenstående om brændselsceller er skrevet for godt 1½ år siden. Dengang taltes der megetmere om brændselsceller end i dag (September 2009). Forfatteren kan ikke få øje på fidusenved brændselsceller, undtagen til specielle formål, hvor prisen er underordnet.4.5.2. Vandspaltende solceller.Der arbejdes med metoder til spaltning af vand til ilt og brint ved hjælp af solenergi.Lykkesdette kan Verden komme til at se helt anderledes ud.Man må dog på det kraftigste advaremod at overlade arbejdet til selvreproducerende mikroorganismer, der kunne begynde at spaltejordens vand i ilt og brint, sluttelig med det resultat, at Jorden blev lige så tør som Mars. Brin-ten ville forsvinde ud i verdensrummet, og den tilbageblivende ilt sætte alt i brand.4.5.3. Brint og biomasse til motorbrændstof.Brint kunne være interessant, hvis elektriciteten var billig nok, idet man så kunne reagere brintmed biomasse eller kul til dannelse af flydende kulbrinter, altså olie og benzin. Metoden ud-vikledes af den tyske kemiker Bergius til industriel målestok allerede i 1913. Se f.eks.(http://www.friedrich-bergius-schule.de/bergius.html) (Nobelpris 1931).(Biomasse har bruttoformlen–HCOH-,hvor kulbrinter har bruttoformlen–HCH-.Man kunnesige, at biomasse er delvis oxideret –forbrændt – kulbrinte. Deraf den mindre brændværdi perkulstofatom.Planterne kan trække en vis mængde kulstof ud af atmosfæren. Kulstof i forbindelse med brintbliver til kulbrinter – olie- der er og forbliver den mest effektiveenergibærer.Har vi billigenergi i form af atomkraft, har vi også billig brint, og for den moderne kemiske industri vil detikke være noget problem derefter at omdanne biomasse til kulbrinter.)Reagerede man f.eks. den danske biomassemængde på 165 PJ/år med brint ville derdannes kulbrinter med en brændværdi på ca. 230 PJ/år. Lidt mere end det danske behovfor motorbrændstof.Sjovt nok er der ingen, der finder det interessant at forske i denne pro-ces. Det er måske dog ikke så underligt, for den vil kun give mening, når atomkraft har for-Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]52 af 61Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
trængt gas, olie og kul fra el- og varmeproduktionen. Og hvilken forsker pådrager sig frivilligtdet politiske etablissements vrede?Dog kan forfatteren ikke se andre muligheder end den ovenfor nævnte for at løse vortenergiproblem.4.6. Atomkraft.Man vil pådrager sig stor vrede ved at kalde atomkraft for en vedvarende energikilde, og vildesuden blive forsøgt nedgjort med en påstand om, at uranreserverne er meget begrænsede.4.6.1. UranreserverDer er ingen grund til at rode sig ud i en diskussion om de tilgængelige reserver af uranmalme.Man kan nøjes med at henvise til, at den påviste urankoncentration i oceanerne er 3 mg/m�.Dette svarer til en reserve på 4,5 milliarder tons uran. Desuden er det blandt geologer en ud-bredt tommelfingerregel, at en fordobling af prisen for et mineral medfører en 8 dobling af dekommercielt udnyttelige reserver. Desuden vejer uranprisen meget lidt i prisen for kernekraft.Mere herom nedenfor.Det vil sandsynligvis lykkes at udvikle metoder til at udvinde uran i havvand for en rimeligomkostning, og ved beregning af reserven er der nedenfor gået ud fra, at halvdelen vil kunneudvindes. For beregning af energiindholdet per ton Uran henvises tilhttp://www.aps-pub.com/proceedings/1452/Perry.pdfog for uranudvinding af havvand tilhttp://www.mines-energie.org/Dossiers/Nucl2003_16.pdfpå fransk oghttp://ing.dk/artikel/63691fra Ingeniøren den 27.04.2005.På basis heraf kan opstilles nedenstående regneark:Urans teoretiske energiindholdTeoretisk uranforbrug ved en kraftværkseffekti-vitet på 0,345Dansk Netto Energiforbrug ca.Teoretisk dansk uranforbrugPåviste uranreserver i oceanerneOceanernes volumenUranmængde i oceanerneEffektivitet i Tysklands største og nyeste reaktori Lingen (varme til el)Skønnet udvindingsgrad af marin uranDanmarks andel af verdens energiforbrug (skøn)TJ/kgMWår/kgkg/MWårGWt/årmg/m�t/km�Mia km�Mia tons752,3781,2192024,38331,54,50,3450,50,001Konventio- Formerings-nel reaktorreaktor0,0150,651.62537,501.38559.998
Udnyttelsesgrad af uranDansk årsforbrugMarin uran til verdens totale energiforsyning
t UranÅr
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
53 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
Ovenstående beregning forudsætter, athele energiforbruget dækkes med atomkraft, og atresten af Verden vil få det samme energiforbrug per indbygger som Danmark.Den franske formeringsreaktor Super Phenix fungerede effektivt i adskillige år, men blev iføl-ge mine informationer lukket ved en studehandel med nogle populistiske, ængstelige og reak-tionære socialister og miljøaktivister. Selvfølgelig vil den kunne anvendes. Se f.eks.http://generationsfutures.chez-alice.fr/energie/superphenix.htmFormeringsreaktoren har oven i købet nogle yderligere fordele i forhold til konventionelle ker-nekraftreaktorer. De er mere regulerbare, og formodentlige sikrere idet brændselsstavene kølesmed flydende natrium under langt lavere tryk, end hvis man anvender vand som kølemiddel.Natrium kan ganske vist brænde og reagere med vand, men det problem kan let kontrolleres.Til gengæld har forfatteren engang stået i nærheden, da der brast en pakning i en 40 bar damp-ledning. Det var en rystende og livsfarlig oplevelse.Det er interessant, atIndien forventer at starte sin første formeringsreaktor på 500 MW iløbet af 2010 i Kalkappam i Tamil Nadu.Der oplyses, at man forventer en byggepris på1360 $/kW. Med en skønnet effektfaktor på i gennemsnit 0,9, og en dollarkurs på 5,2 bliverden effektive investering da 7,86 kr/W –1/5 af den under pkt. 5.1.1. nævnte pris for vind-møllekapacitet. Og så vil reaktoren ikke blot yde som vinden blæser.I øvrigt kan henvises tilhttp://www.reo.dk/iflg. hvilken eksisterende lagre af udbrændt uranved anvendelse i en hurtig formeringsreaktor ville svare til 3000 milliarder tons olie. I dag erverdens olieforbrug af størrelsesordenen 3 milliarder tons/år. Nyttig information findes ogsåpå www.akraft.dk/.Konklusionen må være, at der er uran nok i Verden meget langt frem i tiden. 60.000 årburde være tilstrækkeligt til at udvikle fusionsenergien. Endelig kan man også anvendethorium som nukleart brændstof, og heraf er forekomsterne også meget betydelige.Af speciel relevans for Danmark kan anføres, at der i Kvanefjeldet i Sydgrønland findespåviste uranreserver svarende til Danmarks totale energiforbrug i 5000 år. Oparbejd-ning af malmen til yellow cake (uranoxid) er gennemført på Risø i halvteknisk målestok.Se f.eks.102Sørensen, E.; Kofoed, S.; Lundgaard, T., Uranudvinding ved udludning med natrium-karbonat under højt tryk og høj temperatur. (Forsøgsanlæg Risø, Roskilde, 1983) 86 pp.
4.6.2. Atomkraftens pris.Venstre side af Folketingssalen gentager utrætteligt: ”Atomkraften er for dyr”. Fra Ringhals’informations afdeling, Sigvald Hallberg, har forfatteren i august 2008 og april 2009 modtagetfølgende tal:Driftsudgifter Ringhals2007 2008SkatSEK/MWh46,064,0AffaldsfondSEK/MWh8,910,0BrændselSEK/MWh27,030,0Vedligehold og Drift SEK/MWh54,286,0Kapital + nyinvestSEK/MWh20,930,0KostprisSEK/MWh 157,0 220,0Excl. SkatSEK/MWh 111,0 156,0
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
54 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
Omregnes til danske kroner med faktoren 0,811 og trækkes skatten fra ser det således ud:Driftsudgifter Ringhals2007SkatDKK/MWh37,3AffaldsfondDKK/MWh7,3BrændselDKK/MWh21,9Vedligehold og Drift DKK/MWh43,9Kapital + nyinvestDKK/MWh16,9KostprisDKK/MWh 127,4Excl. SkatDKK/MWh90Horns Rev jvf 4.1.1 DKK/MWh445200851,98,124,369,724,3178,4126445
Omregnes til pris per kWh bliver det henholdsvis 9 øre/kWh, 12,6 øre/kWh og 44,5 øre/kWh.Kapitaludgift ny Finsk ReaktorInvesteringMia kr30Kapacitet elMW1.600Specifik Investeringkr/W18,75Skønnet udnyttelsesgrad93%LevetidÅr60Rentefodp.a.4%YdelseMW1.488ProduktionGWh/år13.035AmortiseringMio kr/år1.326Kapital udgiftkr/MWh102Kapitaludgift Horns Rev jvfr. 4.1.1. Kr/MWh250351.60021,8893%505%1.48813.0351.917147
Afhængigt af levetid, rentefod og endelig opførelsesudgift bliver kapitaludgiften for nævntereaktor mellem 10,2 og 14,7 øre/kWh.Det bemærkes, at der er meget langt fra uranmalm til et brændselselement, så selve uranmal-mens pris udgør kun en ringe del af brændselsprisen.Driftsudgifterne kan kun blive mindre end Ringhlas’. Vi ender således på en samlet strømprispå mellem19 og 25 øre/kWh.Dette er i pæn overensstemmelse medVattenfalls Årsredo-visning 2006,p.18, hvor omkostningen ved fremstilling af atomkraft i et nyopført kraftværkangives til ca.30 øre/kWh.Forfatteren gætter på at uoverensstemmelsen primært skyldes, atVattenfall regner med en noget kortere afskrivningsperiode.4.6.3Atomkraftens pålidelighed.Uforudsigeligheden og ydelsesvariationen fra 0% til omtrent 100% af den nominelle kapacitetervindkraftens akilleshæl.Var den blot pålidelig, kunne man måske affinde sig med at den erdyr, men vindkraften er ikke pålidelig. Derfor kan den ikke blive en væsentlig faktor i et mo-derne samfunds energiforsyning.Om Verdens første kommercielle atomreaktor Calder Hall oplyser Wikipedia følgende:
Calder Hallwas the world's first commercial nuclear power station. The design wascodenamed PIPPA (Pressurised Pile Producing Power and Plutonium) by the UKAEA todenote the plant's dual commercial and military role. Construction started in 1953.[6]Firstconnection to the grid was on27 August 1956,and the plant was officially opened byQueen Elizabeth IIon17 October 1956.[7]When the station closed on31 March 2003,thefirst reactor had been in use for nearly 47 years.[8Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]55 af 61Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
Teknologihistorien rummer ikke mange eksempler på, at en prototype kunne fungere effektivtpå kommercielle vilkår i 47 år.De 4 reaktorer på Ringhals har en nominel kapacitet på 3670 MW og har i de sidste 5 år, iflg.Ringhals’ hjemmeside i gennemsnit ydet 3014 MW, sv.t.82%af den nominelle kapacitet. Netuden at være pralende, men dog udtryk for en høj grad af pålidelighed. Reaktorerne er bygget iperioden 1975 til 1983.Det 3. største franske atomkraftværk Cattenom med 4 stk 1300 MW reaktorer sattes i drift iårene 1979-91. I 2005 produceredes 38.200 GWh elektricitet svarende til 38.200/365/24 = 4,36GW svarende til84%af den nominelle kapacitet.
« Cattenom dispose de quatre réacteurs nucléaires à eau légère (REP) d'une puissance de1300 MW électriques chacun. Le chantier des réacteurs de la centrale a débuté en1979ets'est terminé en1991.»« Cattenom est actuellement (2006) la troisième centrale de France par sa productiond'électricité, avec 34 TWh produit en 2001, derrièreGravelines(34,4 TWh) etPaluel(34,9TWh). En 2005, elle a produit 38,2 TWh, soit 7.8% de la production nationale d'EDF. »Den største tyske reaktor på 1400 MW i Lingen i Emsland producerer med storregelmæssighed 11.000 GWh/år sv.t. 1,26 GW sv.t.90%af den nominelle kapacitet.Konklusionen kan kun være, at moderne atomkraftværker er meget driftssikre.4.6.4AffaldetBåde svenskere og finner hævder at have en forsvarlig løsning på dette problem. Enten trorman dem, eller også gør man ikke. Det tjener ikke noget formål at diskutere sagen medoverbeviste atomkraftmodstandere. Men se f.eks.http://www.vattenfall.se/www/vf_se/vf_se/518304omxva/518334vxrxv/523254forsk/523314kxrnk/558019hante/index.jspDet kan vel også med rimelighed anføres, at vore stenalderforfædre kunne bygge gravkamretæt på jordoverfladen, der forblev forseglede i over 5000 år. Altså burde det vel ikke væreumuligt for os i dag at forsegle affald forsvarligt flere hundrede meter nede i stabílt grundfjeld.4.6.5TerrorismeDet er ikke så lige en sag at trænge ind til en reaktor omgivet af en metertyk skal af jernbeton.Det moderne samfund rummer talrige installationer som meget lettere vil kunne anvendes til atforanstalte store ulykker. Fremstilling af en atombombe er stadig en kompliceret operation,som en terrororganisation kun vil kunne klare med understøttelse fra en statsmagt. Endelig børdet vel også nævnes, at de første atombomber detonerede 11 år før det første atomkraftværkbegyndte at producere strøm. Så der går altså ikke en lige linie fra atomkraftværket tilatombomben.4.6.6Windscale, Tre Mile Øen og Tjernobyl.I oktober 1957 udbrød der brand i en reaktor iWindscalei Storbritannien og radioaktivtmateriale spredtes i omgivelserne. Der var ingen direkte dødsofre, og det er siden blevetdiskuteret, hvor mange ramte, der ville dø eller er døde af kræft som følge af ulykken.Det kan med sikkehed siges, at dette aldrig ville kunne afgøres med sikkerhed. På internettetfinder man tal mellem 50 og hundrede, men ingen fik tilkendt erstatning.
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
56 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
Det bør nævnes, at Windscalereaktoren ikke havde megen lighed med en modernekraftreaktor, idet dens hovedformål var at producere plutonium til atombomber. Reaktoren varen født usikker konstruktion i lighed med Tjernobyl reaktorerne.Om ulykken påTre Mile Øenoplyser Wikepedia følgende :TheThree Mile Island accidentwas the most significant accident in the history of theAmericancommercialnuclear powergenerating industry. It resulted, however, in no deathsor injuries to plant workers or members of the nearby community.[1]The accident began on Wednesday,March 28, 1979,and ultimately resulted in a partialcoremeltdownin Unit 2 of thenuclear power plant(apressurized water reactormanufactured byBabcock & Wilcox)of theThree Mile Island Nuclear Generating StationinDauphin County, PennsylvanianearHarrisburg.The scope and complexity of this reactor accident became clear over the course of fivedays, as a number of agencies at the local, state and federal levels tried to solve the problemand decide whether the on-going accident required a fullemergency evacuationof the localcommunity, if not the entire area to the west/southwest. In the end, the reactor was broughtunder control, although full details of the accident were not discovered until much later.Although 25,000 people lived within five miles (8 km) of the site at the time of theaccident,[2]
no identifiable injuries due to radiation occurred, and a government reportconcluded that "There will either be no case ofcanceror the number of cases will be sosmall that it will never be possible to detect them. The same conclusion applies to the otherpossible health effects."Opslag af« Tjernobyl »på Google angav, at der var ca. 155.000 artikler om emnet.Nedenstående bringes en enkelt.”Natten til den26. april 1986skete en storkernekraftulykkei Tjernobyl, idetatomreaktornr. 4 på Tjernobyl-værket nedsmeltede (kernen løb ud af kontrol). Det var, mens Ukraineendnu var en del afSovjetunionen.Lige efter ulykken meddelte man ikke, at der var sketnoget. Der blev dog målt en så kraftig stigning afradioaktiviteti både Danmark og Sverige,at russerne måtte erkende, at der var sket en ulykke. Det blev meldt, at der kun var 2 døde,men det viste sig senere, at der var hele 32 omkomne. I alt skønnes 56 at være omkommetsom direkte følge af ulykken (uofficielle rapporter nævner langt flere dødsfald), men derud-over ramtes flere tusinde børn mere end normalt afskjoldbruskkirtelkræft.Disse overlevededog stort set alle. En dags tid efter ulykken påbegyndte man rømningen af et område på 30km i radius omkring Tjernobyl-værket, fordi radioaktiviteten var for stor. 20 år efter kæm-pes der stadig mod eftervirkningerne af katastrofen.
I dag er 30-kilometerzonen omkring kraftværket stadig erklæret for ubeboelig og livsfarlig,men et fåtal ukrainere bor der dog stadig. Der er ingen fare ved at opholde sig inden forzonen en enkelt dag, men ved udgangen vil man typisk blive tjekket med engeigertæller.Man bør kontrollere, hvor man opholder sig. På åbne steder er der ingen fare, men nærmerman sig enkelte steder, kan man blive udsat for livsfarlig stråling. Man bør f.eks. ikke bade iområdets floder.
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
57 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
Ingen ved sin fornufts fulde brug vil bestride at der var tale om en regulær katastrofe. Dertil erat sige, at reaktoren var elendigt konstrueret og elendigt drevet og var beregnet på at fremstilleplutonium til atombomber.Ulykken var heller ikke uforudset.Således skriver professor Bent Jensen f. eks. på side 45 i sinlille bog :Sovjetunionen,udgivet i november 1985 – et halvt år før Tjernobylkatastrofen :»Vestlige iagttagere er af den opfattelse, at de sovjetiske sikkerhedsforanstaltninger iforbindelse med bygning og drift af atomkraftværker er helt utilstrækkelige. »Sammenligner man atomkraften med alle mulige andre former for energi, måkonklusionen dog stadig være, at den kræver langt færre dødsofre end både kul, olie oggas. (Forfatteren var for 25 år sidenSenior administratorhos Dansk Boreselskab iEsbjerg, så han ved, hvad han taler om.)
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
58 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
4.7. Kul.Verdens kulforekomster er meget store, og kul kan anvendes både som energikilde og sombasis for den organisk kemiske industri. Det er også værd at betænke, at Europa for 200 år si-den stod overfor et økologisk sammenbrud, som følge af at skovene næsten var forsvundet, ogat kun overgangen til fyring med kul, gjorde det muligt at genskabe skovene og undgå udbredtørkendannelse. For 30-40 år siden fandtes der stadig store ubevoksede områder i Jylland f.eks.Grene Sande lidt sydvest for Billund.Men kul danner ubestrideligt kuldioxid ved forbrænding. Det er teknisk muligt at extraherekuldioxid fra kraftværksrøg. Det er straks mere tvivlsomt, om det også er muligt at deponereden. Det sidste nummer af Dansk Kemi,89, nr. 2. 2008, p. 19-22, bringer således en beskrivel-se af korrosionsproblemerne ved transport af kuldioxid. De er ikke små.DTU.s publikation DYNAMO bragte i nummer 11, 2007 p. 36-39 en beskrivelse af processenfor udvinding af kuldioxid fra kraftværksrøg. På side 37 angiver forfatteren at processen vilmedføre en nedgang af kraftværkets elvirkningsgrad fra 45 til 35 %. Kulforbruget per produce-ret MWh elektricitet vil altså stige med en faktor 45/35 = 1,29. Dertil vil komme et særdelesmærkbart energiforbrug til at få kuldioxiden pumpet til slutdeponi.Artiklen slutter rituelt med et ønske om større forskningsbevillinger. Må det til slut være for-fatteren af dette skrift tilladt at opfordre vore politikere til at skabe et styringssystem for voreuniversiteter, der ikke tvinger begavede og flittige forskere til ustandseligt at jagte bevillinger.Dette ville medføre en markant forbedring af den rådgivning forskerne herefter kunne give detpolitiske system.4.8 Nødvendige investeringer for at ”redde klimaet”.Klimaminister Connie Hedegaard anfører i sin bogDa klimaet blev hot,på side 110.”Derer angivet et investeringsbehov på 22 000 milliarder dollars, sv.t. ca. 150.000 milli-arder kr”.Man kan da opstille nedenstående regneark:Hele Verdens effekt af fossilt brændsel i 2006/2007Bruttoeffektforbrug Danmark i 2006Verden/DanmarkHalvdelen af effekten som atomkraft eller vindkraftSkønnet befolkningstal i relevante landeAtomkraftSpecifik investering atomkraftInvesteringsbehov AtomkraftLøbetidRentefodKapitaludgiftDriftsudgift A kraftUdgift atomkraft i altUdgift per indbyggerGigaWattGigaWattfaktorGigaWattMiaMia kr/GWMia krår% paMia kr/årkr/GWhMia kr/årMia kr/årkr/år15.13727,15617.569320151.372404%7.64890.0005.96713.6154.538
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
59 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
Reaktorbehov ved atomkraftNettoeffekt per reaktorNødvendigt antal reaktorerAntal reaktorer i drift Januar 2009FaktorVindkraftSpecifik investering vindkraftBack up hertil skønVindkraft i altInvesteringsbehov vindkraft + back upLøbetidRentefodKapitaludgiftDriftsudgift vindkraftUdgift vindkraft i altUdgift per indbyggerMia kr/GWMia kr/GWMia kr/GWMia krår% paMia kr/årkr/GWhMia kr/årMia kr/årkr/år301545340.587304%19.696200.00013.26032.95610.985GWTænkt/aktuel1,55.04626619
I ovenstående regneark forudsættes det at halvdelen af Verdens nuværende forbrug af fossileenergi erstattes af henholdsvis kernekraft og vindenergi, og at udgiften fordeles på de rigeste 3milliarder mennesker.I det første scenarie bliver investeringen lig med de 150.000 milliarder kroner klimaministerennævner i sin bog. I det andet det dobbelte.Det ligger forfatteren fjernt at påstå, at tallene er præcise, men størrelsesordenen er næppe heltforkert, så det tør konkluderes, at problemerne vil kunne løses, men kun hvis man tør skæreigennem vrøvlet og satse på kernekraft.Der er indregnet en betydelig omkostning til back up til vindmøllerne, dog ikke driftsudgiftertil back up. Men at en betydelig back up vil være nødvendig fremgår med al ønskelig tydelig-hed af det foregående.
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
60 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009
5. Konklusion5.1 Vind.Som følge af sin ustabilitet og høje pris bør vindkraften opgives.5.2 Biomasse.Biomasse rummer interessante muligheder, men mængden er begrænset. Indtilvi ved hjælp af atomkraft kan producere billige elektricitet og dermed brint, vil det fornuf-tigste være at anvende biomasse direkte som brændsel. Derefter bør den ved hjælp af brintomdannes til flydende brændstof til dækning af transportens behov.5.3 Bølgekraft.Der findes endnu ikke bølgekraftanlæg der på nogen måde er kommercielle.Og bølgekraften kan aldrig blive en stabil energikilde.5.4 Solenergi.Der er med sikkerhed et betydeligt uudnyttet potentiale til opvarmningsformål.Muligvis vil det lykkes at fremstille solceller der kan producere elektricitet til en over-kommelig pris.5.5 Brint.Der er måske stadig en og anden, der tror, at brint er en energikilde. Dette er en mis-forståelse. Brint findes ikke eller næsten ikke i fri form på jorden.5.6 Atomkraft.Forfatteren har søgt at samle relevante oplysninger om atomkraft, både på net-tet og ved at besøge både svenske og tyske atomkraftværker.Forfatterens konklusion erat vor eneste mulighed for at sikre energiforsyningen, opnå uafhængighed af slyngel-stater og væsentligt reducere udledningen af kuldioxid, er at satse massivt på atom-kraft. Vi bør vise mod til at tænke tanken helt igennem og konkludere, at vi har brugfor ca. 10 stk. 1600 MW reaktorer, der sammen med vor egenproduktion af biomassevil kunne dække hele vort energiforbrug.Det kan tilføjes at det er både teknisk og økonomisk muligt at transportere fjernvar-me over meget lange afstande. Baseret på svenske erfaringer kan man dog tvivle på,om fjernvarme i virkeligheden kan konkurrere med atomkraftbaseret elopvarmning.5.7 Kul.Der er masser af kul, og det er teknisk muligt at opsamle den ved forbrænding danne-de kuldioxid. Men energiforbruget er iflg. forfatterens oplysninger prohibitivt. Og det ertvivlsomt, om det bortset fra enkelte områder er overkommeligt at lagre kuldioxiden.5.8 Forfatterenhar ingen personlige økonomiske interesser i ovenstående løsningsmodeller,og jeg er ikke medlem af nogen interesseorganisation ud over Ingeniører i Danmark. Jeghar kun skrevet dette i håbet om at kunne bidrage til at bevare Danmark som et frit og vel-stående samfund.Forfatteren vil gerne takke lektor Allan Tarp, Grenaa, for råd og vejledning under udarbejdelseaf dette lille skrift.
Søren Kjærsgård.Grenaa den 03.10.2009.
Søren KjærsgårdLudvig Holbergsvej 16, DK 8500 Grenaa.Tlf. 8632 0760. Mail: [email protected]
61 af 61
Kompendium 2009.09.docUdskrevet 07-10-2009