Förnyelsebar elproduktion - Base load

Ofta när experter pratar om förnyelsebar energi för ett lands elförsörjning så säger de att den bara kan finnas som ett komplement eftersom den inte klarar av att leverera basförsörjningen eller base load. Man hänvisar till att vinden inte alltid blåser och att solen inte alltid lyser. Därför måste ett lands energiportfölj innehålla vattenkraft, fossilkraft eller kärnkraft som står för denna base load. Har funderat på detta väldigt många år och tänkte nu måla upp en vision om framtidens elförsörjning. Till att börja med så kan man fråga sig hur stor procent av ett lands maxeffekt som denna base load måste utgöra. I min vision så sänker jag den från dagens närmare 100 procent till 50 procent. Det elsystem som jag skissar på benämner jag för ett dynamiskt elnät. Dynamiken består i konsten att balansera produktion och konsumtion via ett smart elnät där även de elförbrukande enheterna är smarta. Förtjänsten skulle bli lägre kostnad för landets elproducenter och lägre kostnad för landets elkonsumenter samt en mindre miljöbelastning. Ett land som bara har 50 procent base load kan under vissa tider på dygnet eller under årstiden i värsta fall tvingas sänka sin elkonsumtion till 50 procent av landets maxproduktion. Går det? Jag skulle vilja påstå att det går med ett smart dynamiskt elnät. Det skulle som sagt kräva ett smart elnät där konsumenterna i avtal med elbolaget anger sitt minsta maxbehov av elström. Ju lägre maxbehov konsumenterna uppger desto lägre maximal produktionskapacitet med icke förnyelsebara anläggningar behöver elbolaget ha. Eftersom elbolaget tjänar på ett sådant upplägg så uppstår ett förhandlingsläge för de elkunder som uppger låga maxbehov, att erhålla billigare elström. När elproduktionen är låg från vindkraft och från solkraft kan alltså elbolaget via det smarta elnätet sänka sina kunders elförbrukning ned till base load som i det här exemplet är 50 procent. För vanliga hushåll så kan det t.ex. innebära smart belysning där automatiken själv reglerar förbrukningen. För industrin så måste processer kunna "slöas ned" eller gå över till olika varianter av backupsystem. Det här skulle vara stenkul att jobba med, anser jag. Så mycket pengar det finns att tjäna här för alla parter. Om hela världen skulle kunna köra på 50 procent base load så motvarar det ett minskat byggande av kärnkraftverk efter peak oil med 5000 stycken.

Problemet med detta är nog att företagen har fast anställd personal och att man därmed har fulla lönekostnader även för perioder där man pga. begränsningar i elleveranserna inte kan producera. Handlar det om några få smällkalla vinterdagar är det nog inget problem men blir det många dagar med minskad eller utebliven produktion så är det kännbart för företagen. Dom flesta backuppsystem brukar väl vara en dieselgenerator och då blir det ju minst lika stora utsläpp som om kraften kom från ett fossilt kraftverk. Både oljan och kolet samt uranet kommer en dag att ta slut så vi måste ju på sikt hitta ett system att klara av även basförsörjningen med förnyelsebara energikällor oavsett vad experterna säger.

Det är redan idag väldigt många länder i världen som inte har base load 100 procent. Länder som t.ex. Sydafrika, Kina, Pakistan, Argentina och Chile tvingas "slöa ned" delar av sin industri när elkonsumtionen maxar. Tendensen, i samband med stigande priser på olja, naturgas och kol, är att allt fler länders base load minskar. Alltså bör det finnas en enorm marknad i världen för innovativa företag som kan bygga smarta dynamiska elnät. Jonas, du har rätt i att inget företag vill tvingas minska på sin produktion pga. elbrist och att det är smått korkat att köra dieselgeneratorer som backup. Det var inte riktigt så jag tänkte. Jag tror man kan finna andra smarta lösningar. De industrier som har processer som tar större delen av dagen eller hela dagar att omstarta kan t.ex. nöja sig med att släcka ned onödig belysning och nedreglera uppvärmningssystem och fläktsystem under de timmar vindkraftverken står still. Det finns många processer i svensk industri som inte går för jämnan. Dessa processer bör köras när elöverskottet är som högst och elen som billigast. Som backupsystem kan man tänka sig att termiska lager för uppvärmning vintertid. Värmeenergin till dessa lager skulle kunna komma från solvärme och överskottsel från vindkraft.

Norge har planer på att bli "Europas batteri" enligt Norges olje- och energiminister Åslaug Hage. Om alla de vindkraftsprojekt som är på gång blir verklighet så kommer de att öka Norges elproduktion med 56 TWh. Det här är rätt intressant. Om man tittar på större regioner, som t.ex. hela Norden, där man har ett gemensamt elnät så kan faktiskt vindkraften utgöra en del av regionens base load därför att det blåser alltid i någon del av den regionen. Frågan är hur stor del av Nordens gemensamma vindkraft som man vågar räkna som base load? Jag skulle gissa på 20-40 procent.

Lite off-topic, men ett alternativ till övriga förslag på base load: I Japan har den förra chefen för solcellstillverkaren Sanyo, Yukinori Kuwano, pratat sig varm om projektet GENESIS ("Global Energy Network Equipped with Solar cells and International Superconductor grids") i snart tjugo år. I korthet innebär projektet att solceller i världens öknar (och på andra ställen) kopplade i ett globalt elnät av supraledande kablar (för att undvika förluster). Idén är att solen skulle kunna fungera som base load genom att "solsidan" av jorden förser resten med ström.

Ja, jag tror att vi måste börja vara kreativa och tänka i lite nya banor. När det gäller moderna solkraftverk (CSP) så kan de lagra överkottsvärme i flera hundra grader varma tankar med saltlösning för elproduktion även på natten när solen inte lyser. På så sätt ger även solkraftverk en praktisk base load på närmare 100 procent. Verkningsgraden på det termiska lagret ligger kanske på 50-70 procent. För att lagra energi från vindkraft så kan man tänka sig att nyttja samma termiska lager som solkraften använder. Men det pågår även tester med att komprimera luft i bergrum. Verkningsgraden för dessa tryckluftslager ligger på 50 procent idag men General Electric tror sig komma upp till en verkningsgrad på 70 procent med ny teknik. Att bygga lager med trycksatt vätgas är ochså ett alternativ men kostnaderna är höga och verkningsgraden alltför låg. Målet bör vara att klara ländernas elbehov med så små energilager som möjligt eftersom energilager alltid innebär höga invsteringskostnader och stora energiförluster. Det är därför jag känner för att utveckla ett smart dynamiskt elnät med så låg base load som möjligt.

Storskaliga energilager med batterier och superkapacitatorer Forskare vid University of Nottingham håller på att utveckla storskaliga energilager anpassade för förnyelsebar energiproduktion från vindkraft och solkraft. EON stöder forskningen med 13 miljoner kronor. Det ena systemet består av batterier och superkondensatorer och det andra systemet av uppblåsbara "säckar" som placeras på havsbotten. Bäst verkningsgrad får man antagligen med batteri/superkondensator-systemet. Frågan är om det går att komma ned till rimliga kostnader för ett sådant system och om det finns tillräckligt med råvaror för att täcka hela länders behov av backup. Det blir i alla fall mycket spännande att följa utvecklingen.

33-47 procent av vindkraften kan räknas till baseload Hittade en amerikansk utredning från Stanford University om hur vindkraften kan balanseras i ett lands elnät. När många vindkraftsparker på olika håll i landet samverkar så kan ett medelvärde på 33-47 procent av produktionen räknas som baseload. Här ovan så gissade jag på 20-40 procent för ett nordiskt elnät. Det ser ut som att min gissning var något i underkant vilket gläder mig. Man kan ochså säga att det förekommer mycket skitsnack runt just den frågan bland landets bakåtsträvare. Ibland så skulle jag vilja samla ihop alla miljöfientliga människor och tvångshärbärga dem på en stinkande soptipp under några år.

Det här tycker jag är intressant. Var för ett tag sen i en lång diskussion med kärnkraftskramare på ett svt forum. http://forum.svt.se/jive/svt/thread.jspa?threadID=25481&tstart=0 Där fick jag mycket däng just för att vindkraften är vansklig ur ett base load perspektiv. Jag tror precis som du Mikael att smarta elnät är framtiden. Dessutom brukar alla vindkraftsmotståndare överdriva vindkraftens bristande base load kapacitet därför känns den ovanstående undersökning som ett ganska skönt inlägg i debatten.