, ,

Urealistisk om verdens energiframtid

Kommentarer til rapport om verdens fremtidige energisituasjon, utarbeidet av DNV GL. Innlegget ble publisert i Teknisk Ukeblad 17.november 2017 under tittelen «Urealistisk å planlegge for en fremtid uten renessanse for kjernekraft eller gass«.

DNV GL (Det norske Veritas), har i en nylig publisert studie, Energy Transition Outlook 2017, lagt fram sitt syn på energiutviklingen i verden fram mot 2050.
Utgangspunktet, og egentlig fasiten som en skulle fram til, er å vise hvordan Paris-avtalen kan oppnås (begrense den globale temperaturøkningen til under 2 grader), ved at økningen i verdens energibehov skal dekkes ved elektrisitet fra sol -og vindkraft.

Modellbasert prognose
For å komme fram til resultatet, har DNV GL utviklet en egen modell for verdens energisystem. Inngangsdata til modellen er trender innen teknologiutvikling, markedsanalyser, befolkningsutvikling, miljø, velstandsutvikling osv. og ved simulering har en kommet fram til hvordan sammensetningen av verdens energimiks bør bli fra dagens situasjon og fram til 2050.

DNV GL’s hovedkonklusjonener;
– verdens totale energibehov vil flate ut allerede i 2030, etter en marginal økning på mindre enn 10 % fra dagens nivå
– verden skal bli stadig mer elektrifisert, ved at global strømproduksjon nær tredobles til totalt ca 57.000 TWh per år i 2050, hvorav 40.000 TWh
dvs. 70 % skal komme fra sol -og vindkraft

For å oppnå en strømproduksjon på 40.000 TWh fra sol og vind i 2050, er det forutsatt at installert effekt skal øke til totalt ca 25 TW, dvs. over 30 ganger mer enn dagens installerte effekt på ca 0,8 TW.
Figuren nedenfor illustrerer den forutsatte utviklingen i det globale strømmarkedet fram mot 2050. Vi ser at den enorme økningen i variabel sol -og vindbasert kraft, skjer på bekostning av redusert grunnlast fra både fossil -og kjernekraft, som er forutsatt å bli mer enn halvert i forhold til dagens kraftproduksjon.

Kilde: DNV GL Energy Transfer Outlook 2017: Main report Figure 3 – 1.

Umulig å håndtere variabel strømproduksjon uten tilstrekkelig «back-up» kapasitet
DNV GL’s framtidsbilde av verdens strømmarked, med en stadig mer dominerende andel av variabel strøm (som i gjennomsnitt kun leverer i 20 – 30 % av tiden), er avhengig av «back-up», i form av både grunnlast og lagring av energi, for å kunne opprettholde stabil leveranse av strøm.
Denne problemstillingen som er helt grunnleggende, er kun overfladisk behandlet og kvalifiserer derfor til å hevde at studien bygger på urealistiske forutsetninger hva angår omfanget av sol -og vindkraft som kan fases inn i et velfungerende strømmarked. DNV GL har riktignok tatt høyde for at det etter 2025 vil være behov for en økende andel av oljefyrt (!!) «peak power», med samlet kapasitet i 2050 på nær 2.500 GW, men dette er nærmest å regne som «peanuts», i forhold til 25.000 GW installert effekt i sol og vind i 2050.

I dagens marked hvor sol -og vindkraft kun utgjør noen få prosent av global produksjon, er den variable strømmen håndterbar, takket være fullt operativ «back-up» av grunnlast. Men går vi lenger utover i tid og helt til det andre ytterpunktet (år 2050 i figuren ovenfor), hvor sol -og vindkraft er forutsatt å utgjøre 70 % av total strømproduksjon, er det per idag umulig å se for seg hvordan et stabilt marked skal fungere.

Begrenset mulighet for lagring av elektrisk energi
I tillegg til «peak power» som «back-up», er det i studien også forutsatt at økende batterikapasitet blir tilgjengelig for lagring av strøm, fra 2030 og utover, nærmere bestemt inntil ca 25 TWh i 2050, samt at verdens elbilpark skal kunne bidra med lagring av ytterligere 5 -10 TWh. Men igjen, sett i forhold til en samlet produksjon fra sol -og vind på 40.000 TWh i 2050 (som figuren ovenfor viser), blir en lagringskapasitet på kun 30 – 40 TWh en bagatell, uansett hvor mange «smart grid» løsninger som vil komme på markedet.

Elektrisk strøm handler som kjent om elektroner i bevegelse og lagring skjer ved ved at ioner og elektroner (som energibærere), vandrer fram og tilbake mellom anode og katode i en elektrolytt. Dagens batteriteknologi er underlagt klart fysiske begrensninger og størrelsen varierer fra miniatyr til batteripakker med ytelse/kapasitet på 100MW/300 MWh, som er omtalt å være på planleggingsstadiet. Men for å kunne møte et lagringsbehov som en massiv sol -og vind produksjon, slik som DNV GL har kommet fram til, trengs revolusjonerende ny teknologi. Det kan selvsagt ikke utelukkes, sett i et 30+ års perspektiv. Men å legge dette til grunn i en studie i dag om verdens energiframtid, blir bare tankespinn.

Økt kjernekraft og mer gasskraft hører med i verdens energiframtid
DNV GL legger til grunn i sin studie at det verken blir en renessanse for kjernekraft eller økning i gassfyrt kraftgenerering i deres framtidsbilde (se figuren ovenfor).
Vi mener dette er galt og mistenker at begrunnelsen er mer «politisk» motivert, enn hva en rasjonell analyse skulle tilsi.
Det er etter vår oppfatning helt urealistisk å planlegge for en energiframtid basert på redusert grunnlast. Tvert om, andelen av grunnlast i den globale strømforsyningen må ikke bare opprettholdes, men også økes vesentlig, om det skal bli mulig å fase inn stadig mer sol -og vindkraft.

Gitt at kullbasert kraft begrenses til et minimum og at gasskraft også har sin begrensning, gjenstår kun ny kjernekraft for å bygge opp en forsvarlig grunnlastkapasitet. Dette er selvsagt meget kontroversielt og blir en «bitter pille» å svelge for mange, men det er å håpe at fornuften til slutt vil seire.
Når det gjelder ny kjernekraft, snakker vi om neste generasjon av reaktorer, basert på thorium som brensel. Denne typen av kjernekraft er både langt sikrere og har minimale miljømessige konsekvenser.
Her har DNV GL virkelig en oppgave å ta fatt i, sammen med ledende internasjonale aktører og norske energiselskap (Statoil, Statkraft, IFE, Thor Energy, osv.), og med potensial til å bli et nytt stort energiprosjekt hvor Norge er med.

Sol -og vindkraft tilhører verdens energiframtid
Vi er på ingen måte imot verken sol eller vindkraft, men mengden av variabel kraft i et strømmarked må være tilpasset sunne forretningsmessige betingelser og ikke påføre andre aktører i markedet store økonomiske tap som følge av overproduksjon, noe Tyskland har erfart i de senere år. Vi er også sterkt kritiske til utbyggingen av vindkraft i Norge, basert på subsidier. Det påfører norske vannkraftprodusenter tap på grunn av kraftoverskudd og i tillegg blir norske strømkunder belastet for vindkraftsubsidier, i form av økt nettleie.

Teknologisk befinner sol og vindkraft seg i hver sin ende av en S-kurve, som ofte benyttes for å illustrere graden av «modenhet». Mens utnyttelsen av solenergi kun er i sin spede begynnelse og befinner seg nær bunnen av S-kurven, representerer vindmøller stort sett «moden» teknologi, nær toppen av S-kurven, med utsikt til kun marginale forbedringer. Dagens silisiumsolceller utnyttter bare en mindre del strålingsenergien fra solen og virkningsgraden er derfor kun i størrelsesorden rundt 20 %. Når den tid kommer at solceller kan absorbere alle bølgelengder som solenergien består av, vil vi kunne oppnå en dramatisk økning i utbytte, med virkningsgrad kanskje opp mot 70 -80 %. Dette vil kunne skje ved å ta i bruk nanoteknologi i solceller, hvor norsk forskning allerede er langt fremme.

Kjell Traa
Torvald Sande
Ivar Sætre

SENIORTANKEN

0 replies

Legg igjen et svar

Want to join the discussion?
Feel free to contribute!

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *