Første gassturbin drevet av ren hydrogen

[Xantippe]

On 6/2/2022 at 10:15 PM, Ketill Jacobsen said:

Vil anbefale at du leser sverreb's innlegg svært nøye. Der får du svar på det meste! Hydrogenet skal naturligvis lages på basis av fornybar energi (som vil skje i Norge, Sverige, Danmark og Tyskland og mange andre europeiske land etter hvert).

Du gikk glipp av poenget mitt!

Hvis denne energien kunne vært brukt til å fase ut kull, er det et miljømessig tap å bruke energien til å produsere hydrogen.

[Trestein]

Xantippe skrev (11 minutter siden):

Du gikk glipp av poenget mitt!

Hvis denne energien kunne vært brukt til å fase ut kull, er det et miljømessig tap å bruke energien til å produsere hydrogen.

Problemet er vel at endel transport ikke lar seg gjennomføre elektrisk og da trenger man en energibærer. Her er det flere alternativer men hydrogen er lett å fremskaffe og enkelt å bruke. At det er eksplosivt er en annen ting

[sverreb]

29 minutes ago, Xantippe said:

Du gikk glipp av poenget mitt!

Hvis denne energien kunne vært brukt til å fase ut kull, er det et miljømessig tap å bruke energien til å produsere hydrogen.

For å fase ut kull med sol og vindkraft må du ha et energilager slik at du kan flytte generering fra det tidspunktet vindturbinen og solcellepanelet fant det for godt å produsere den til det tidspunktet den etterspørres. Det er hele poenget. Et energilager som hydrogen er en forutsetning for å kunne fase ut kull og gass med vind og sol.

Det at norsk vannkraft faktisk har et energilager knyttet til seg i form av vannmagasinene er det som gjør at vi i norge kan bruke vannkraft istedet for f.eks kull. Vindturbiner og solceller har ikke noe slikt inherent i sin virkemåte så da må legge til ett lager.

Tidsfaktoren og energimengdene som må lagres er det som dikterer hva du kan bruke til å lagre energien. Skal du bare lagre i noen timer eller minutter kan du bruke slikt som batterier eller høytemperatur termiske lagre, skal du bare ha noen sekunder kan du bruke svinghjul. Men skal du lagre i lang tid f.eks for å ha en strategisk reserve for å dekke inn uheldige værsystemer som kan vare i uker og måneder, da må vi ha en helt annen kapasitet, og det er der hydrogenlagring kommer inn.

H2 kan lagres i underjordiske lagre som salthuler. Disse bygges enkelt i egnet geologi ved å pumpe ferskvann ned i et borehull. Dette er utprøvd teknologi og brukes i dag til lagring av naturgass og olje i tilegg til hydrogen. En slik hule på 1Mm^3 (f.eks en sylynder på ca 400m og 60m i diameter) med et trykk på 20MPa (200bar) lagrer 14500 tonn H2, med en brennverdi på ca 0.5TWh. Dette tilsvarer et moderat størrelse vannmagasin. Ta 30 av de så har du et lager med energimengde i størrelse av blåsjø. (og da har jeg tatt med et generøst konverteringstap og har ikke regnet kun brennverdi)

[Simen1]

sverreb skrev (30 minutter siden):

For å fase ut kull med sol og vindkraft må du ha et energilager slik at du kan flytte generering fra det tidspunktet vindturbinen og solcellepanelet fant det for godt å produsere den til det tidspunktet den etterspørres.

.. eller så må man flytte tidspunktet for etterspørselen til det tidspunktet vindturbinen eller solcellepanelet fant det for godt å produsere.

- Vaskemaskiner som starter selv når kraftsystemet sier det er nok kraft tilgjengelig.

- Samme med varmtvannsberedere til både tappevann og lagring av varme til boligoppvarming, høytemperatur varmelagret i komfyren, på bakeriet, i keramikkverkstedet osv. Det er utrolig mye som kan flyttes i tid, bare man gjør en innsats for det. Noe gammelt utstyr kan bygges om, noe må byttes ut. Ikke be meg liste opp kommersielt tilgjengelige produkter - det er for billig innovasjons-ignoranse. Setter EU krav til smart forbruksflytting så kommer markedet med løsningene. Det må selvsagt annonseres før det trer i kraft og produsentene må selvsagt følge med i timen for å ikke miste markedet sitt. Masseproduserte produkter som har dette som basisfunksjon, fordi det er påkrevd, vil ikke være nevneverdig dyrere å produsere enn sine forgjengere uten dette. Det trengs ingen monstrøse underjordiske gruvekammer, et sted å dumpe de massene eller gigantiske dyre anlegg for å konvertere energien.

Hva tror du kundene vil velge av A. Oppgradere et produkt til et smart som flytter energibriken, eller B. Betale 3-5 ganger så mye for tidsflyttet strøm for å fortsette å bruke sitt gamle produkt? (3 for energitapet alene, 5 for et moderat tillegg for nedskriving av det dyre sentrale energilageret). Jeg tror folk flest velger en trinnvis overgang fra B til A.

Endret 4. juni 2022 av Simen1

[Ketill Jacobsen]

Simen1 skrev (2 timer siden):

.. eller så må man flytte tidspunktet for etterspørselen til det tidspunktet vindturbinen eller solcellepanelet fant det for godt å produsere.

- Vaskemaskiner som starter selv når kraftsystemet sier det er nok kraft tilgjengelig.

- Samme med varmtvannsberedere til både tappevann og lagring av varme til boligoppvarming, høytemperatur varmelagret i komfyren, på bakeriet, i keramikkverkstedet osv. Det er utrolig mye som kan flyttes i tid, bare man gjør en innsats for det. Noe gammelt utstyr kan bygges om, noe må byttes ut. Ikke be meg liste opp kommersielt tilgjengelige produkter - det er for billig innovasjons-ignoranse. Setter EU krav til smart forbruksflytting så kommer markedet med løsningene. Det må selvsagt annonseres før det trer i kraft og produsentene må selvsagt følge med i timen for å ikke miste markedet sitt. Masseproduserte produkter som har dette som basisfunksjon, fordi det er påkrevd, vil ikke være nevneverdig dyrere å produsere enn sine forgjengere uten dette. Det trengs ingen monstrøse underjordiske gruvekammer, et sted å dumpe de massene eller gigantiske dyre anlegg for å konvertere energien.

Hva tror du kundene vil velge av A. Oppgradere et produkt til et smart som flytter energibriken, eller B. Betale 3-5 ganger så mye for tidsflyttet strøm for å fortsette å bruke sitt gamle produkt? (3 for energitapet alene, 5 for et moderat tillegg for nedskriving av det dyre sentrale energilageret). Jeg tror folk flest velger en trinnvis overgang fra B til A.

Det er jo interessant at du satser på diesel, bensin og jetfuel også i tiårene fremover til lengre transporter der batterier ikke strekker til (eller skal en bruke forvarmet varmt vann eller glødende steiner og Stirlingmotor?)! Du har nesten ikke nevnt transport i dine to større innlegg! Jeg ser at lastebilfabrikanter og togprodusenter er helt åpne for at hydrogen vil spille en stor rolle i fremtiden (per dato lages langt flere hydrogentog enn batteritog). Volvo vil snart levere ellastebiler i alle vektklasser. De ser for seg at de vil tilby hudrogenlastebiler siste halvpart av tyvetallet (2025 til 2030). Volvo samarbeider med Mercedes på hydrogenfeltet og Mercedes utvikler nå en hydrogenlastebil som vil stå ferdig om ca to år. Hyundai har serieproduksjon av hydrogenlastebiler oh leverte 46 biler i 2021 og vil levere totalt 1.600 frem til og med 2025.

Å ha løsninger som i fremtiden som gjør at en har nok strøm tilgjengelig til enhver tid (på døgnet og året), vil ikke koste særlig mye. Det vil kanskje gjøre at snittprisen på strøm øker med maks 10% (altså fra 25 øre per kWh til 27,5 øre), ikke en femdobling som du påstår. Grunnen til at det blir slik har jeg påpekt og forklart så mange ganger, at jeg ikke finner det nødvendig å gjenta meg selv nok en gang (tips: strømproduksjonen i EU (verden) må ca firdobles og for å kunne fase ut fossilbrensler. Når behovet for øyeblikkelig strøm ikke øker så mye fra dagens nivå, vil også minimumsproduksjonen økes med en faktor på fire (når det er lite sol og vind). Fremtidens strøm vil også i stor grad komme fra havvind med kapasitetsfaktor i området 60 til 70%, altså vil det sjelden være veldig lav produksjon. Legg så til batteripakker til vindparkene for døgnbalanse. Nye meget store vindparker vil bygges i Sør-Europa og Nord-Afrika som sammen med batterier vil gi strøm etter behov døgnet rundt og året rundt (mindre forskjell på sommer og vinter her). Situasjonen med sol og vinds leveransedyktighet til enhver tid vil altså endre seg drastisk i årene fremover). Scania vil bygge 20 hydrogenlastebiler i 2024 og samarbeide med Cummings i USA med hensyn til brenselsceller (nyhet 8.april 2022). Selve plattformen vil være den samme som for ellastebilene (mindre batterier og brenselceller og hydrogentanker i tillegg. Også togprodusentene satser på samme plattform for fremtidens vanlige tog, batteritog og hydrogentog og hybrider).

 

[Windfarmer]

Trestein skrev (8 timer siden):

Problemet er vel at endel transport ikke lar seg gjennomføre elektrisk og da trenger man en energibærer. Her er det flere alternativer men hydrogen er lett å fremskaffe og enkelt å bruke. At det er eksplosivt er en annen ting

Kan noen svare meg på følgende spørsmål (jeg spør av uvitenhet.)

Hvis en har 1000 kW (fra vannkraft, vindkraft e.l.) levert i veggen, og dette skal først omdannes til hydrogen, som igjen skal benyttes til å drive en bil med enten til brenselsceller eller en hydrogenmotor, hvor mange av disse 1000 kW vil da kunne utnyttes til fremdrift. For å klargjøre og sammenligne, et damplokomotiv som fyres på kull eller olje utnytter ca. 20 % av oljen eller kullets energiinnhold, en bensinbil ca. 33%, mens i dieselbil i beste fall 38%. Og for å gjøre sammenligningen enklere, se bort fra energitapet knyttet til å frakte hydrogenet fra energifabrikken frem til energitankstasjonen, prosentene ovenfor tar heller ikke hensyn til energitapet knyttet til produksjon/raffinering og transport frem til sluttbruker.

[keramikklampe]

Windfarmer skrev (3 timer siden):

Kan noen svare meg på følgende spørsmål (jeg spør av uvitenhet.)

Hvis en har 1000 kW (fra vannkraft, vindkraft e.l.) levert i veggen, og dette skal først omdannes til hydrogen, som igjen skal benyttes til å drive en bil med enten til brenselsceller eller en hydrogenmotor, hvor mange av disse 1000 kW vil da kunne utnyttes til fremdrift. For å klargjøre og sammenligne, et damplokomotiv som fyres på kull eller olje utnytter ca. 20 % av oljen eller kullets energiinnhold, en bensinbil ca. 33%, mens i dieselbil i beste fall 38%. Og for å gjøre sammenligningen enklere, se bort fra energitapet knyttet til å frakte hydrogenet fra energifabrikken frem til energitankstasjonen, prosentene ovenfor tar heller ikke hensyn til energitapet knyttet til produksjon/raffinering og transport frem til sluttbruker.

Dagens teknologi skal vel ligge på 45-55% effektivitet, men å svare på dette er nesten på nivå om å svare på hvor mye vann en trenger for å dyrke ett tre.

Det er såpass mange faktorer som må inkluderes for å en fullverdig forståelse, som til syvende sist ender opp med "hva er målet", og målet er veldig sjeldent så enkelt som spørsmålet ditt. 

Det kan være mer effektivt enn det andre alternativet, MEN blablabla. Og det kan være mindre effektivt enn det andre alternativet, MEN blablabla. 

Litt som Simen1 sier at en kan ikke bare sette opp ett scenario/spørsmål hvor den ene er bedre enn den andre også basere hele sannheten på dette. En må se på det fulle bildet. 

At en lastebil forbruker mindre drivstoff enn en sportsbil betyr ikke automatisk at sportsbiler er ett bedre alternativ enn lastebiler.

[Ketill Jacobsen]

Windfarmer skrev (6 timer siden):

For å klargjøre og sammenligne, et damplokomotiv som fyres på kull eller olje utnytter ca. 20 % av oljen eller kullets energiinnhold, en bensinbil ca. 33%, mens i dieselbil i beste fall 38%. 

Du har feil opplysninger her! Om en tar bensin fra kilden (olje under bakken) så er virkningsgraden under 16% og ca 20% for diesel. Maksimum virkningsgrad for en bensinmotor i en personbil er ca 35% og 40% for en dieselmotor ca 40%. Virkningsgraden blir sterkt redusert når motoren går på dellast, hvilket disse motorene gjør i stor grad.

En hydrogenbil har gjerne brenselscelle som i samspill med batteri er typisk 60% effektiv og netto virkningsgrad i en bil er gjerne i området 50%. Om en tar utgangspunkt i strøm har hydrogenet et tap på ca 30% frem til pumpen (elektrolyse og kompresjon). Samlet virkningsgrad for hydrogenbilen blir da ca 40%. 

En kan se på gode eksempler av el,  hydrogen, bensin og diesel og deres forbruk. Toyota Mirai går i følge WLTP 650 km på 5,6 kg hydrogen og oppgis til 2,63 kWh per mil (stor og tung bil med liten plass innvendig). En Hyundai Niro oppgis med WLTP på 1,4 kWh per mil, en BMW 320i oppgis med WLTP 4,5 kWh per mil (0,5 l/mil) og 320d 4,7 kWh per mil (0,47 l/mil).

Om en antar at effektiviteten er 80% i Niro (tap batteri til elmotor, tap elmotor, tap drivverk) så blir Mirai 43% effektiv, 320i 25% effektiv og 320d 23,8% effektiv (bensin 9 kWh per liter, diesel 10 kWh per liter, hydrogen 33,3 kWh per kg). Om en korrigerer for tap fra kilde til pumpe blir virkningsgraden for Niro ca 77% (4% tap i nett), Mirai ca 30% (30% tap i elektrolyse og kompresjon), 320i 18,8% (25% tap ved utvinning og raffinering) og 320d ca 17,9% (25% tap ved utvinning og raffinering).

Noen fasit finnes naturligvis ikke, men dette er så gode tall som det er mulig å få. WLTP gjelder for realistisk kjøremønster, men optimale forhold (temperatur, tørre veier). En må regne med ca 20% høyere forbruk over året enn WLTP.

I hverdagen bryr vi oss ikke om drivstoffets forhistorie enten den er flere hundre millioner gammel, eller lages mens en lader. Prisen per kWh er viktigst! Ved hjemmelading kan det dreie seg om kr 1,30 per kWh (ved normale forhold), ca kr 1,78 per kWh bensin (16 kr/l) og ca kr 1,50 per kWh for diesel (15 kr/l) og ca kr 2,70 per kWh for hydrogen (90 kr per kg). Kost per mil blir da (WLTP) ca kr 1,82 for Kia Niro, kr 7,10 for Mirai, kr 8,0 for 320i og kr 7,05 for 320d.

[Simen1]

Ketill Jacobsen skrev (11 timer siden):

Det er jo interessant at du satser på diesel, bensin og jetfuel også i tiårene fremover til lengre transporter der batterier ikke strekker til (eller skal en bruke forvarmet varmt vann eller glødende steiner og Stirlingmotor?)!

Jeg tror ikke du fikk med deg at jeg skrev samspill mellom ulike tekniske løsninger. I det ligger det også hydrogen til visse formål, men for trailere så ser jeg på batterier som løsningen siden det er lett å bygge ladestasjoner langs veiene. For skip er det ikke like lett, så der ser jeg for meg en kombinasjon av ammoniakk og drivstoffbesparende tiltak + et lite batteri til navigasjon i havner og nødstrøm (ikke generell drift). For tog ser jeg for meg kjøreledninger og litt mer fokus på trafikk når sola skinner og litt mindre når sola er nede. For fly ser jeg for meg hydrogen for ruter over ca 40 minutter og batterier for ruter opp det.

Angående lagring så er det viktig om man trenger 2,5 vindmøller a 1 MW for å gi nok hydrogen til x bil-kilometer, mens man bare trenger 1 vindmølle a 1 MW for å gi nok strøm til de samme x bil-kilometerne. Det betyr at man enten må bygge opp vindmøller 2,5 ganger raskere om man går for hydrogen og skal holde tritt med bil-kilometerne. Når byggetakten er en åpenbar begrensning så vil batterier gi oss 2,5 ganger mer fornybar bilkjøring enn omveien via hydrogen. Elbiler kan stort sett lades når vindkraftproduksjonen tillater det (unntaket er hurtiglading som typisk utgjør i størrelseorden 10% av årlig kjørelengde)

[Ketill Jacobsen]

Simen1 skrev (29 minutter siden):

Det betyr at man enten må bygge opp vindmøller 2,5 ganger raskere om man går for hydrogen og skal holde tritt med bil-kilometerne. Når byggetakten er en åpenbar begrensning så vil batterier gi oss 2,5 ganger mer fornybar bilkjøring enn omveien via hydrogen.

Kan du ikke du slutte å snakke om personbiler og spørsmålet om batterier/hydrogen. Det er ingen som tror at hydrogen er fremtiden for disse. Så slutt å fokuser på noe som var passe for flere år siden. Jeg mistenker deg for å bruke denne spørsmålsstillingen som en avledningsmanøver.

Ellers så kommer en ikke unna  lagring av strøm i en eller annen form. Om atomkraft leverte alt så måtte de gå på kf på 35% for ikke å overprodusere (uten lagring). Strømmen fra atomkraft som allerede i dag er to til tre ganger dyrere enn sol og vind, ville altså koste ca 9 ganger mer enn strøm fra sol og vind!

For meg er ammoniakk og hydrogen to sider av samme sak. Ammoniakk er basert på hydrogen som i fremtiden kun vil produseres ved hjelp av elektrolyse.

Når en leser ditt innlegg i sammenheng, ser en at du peker kun på hydrogen (av deg kalt ammoniakk) som energibærer når ikke batterier strekker til. Så det ser ut som at vi er enige, men at du stritter mot å kalle en spade for en spade. Som jeg har påpekt har verken lastebil-, togprodusenter, luftfarten eller skipsfarten noen innvendinger mot bruk av hydrogen (eller drivstoff avledet fra hydrogen). Hva som blir miksen mellom bruk av batterier og hydrogen i fremtiden er vanskelig å si. Skip og fly på lange reiser vil aldri kunne basere seg på batterier. De batteritog som har rekorden for rekkevidde klarer bare 220 km (tog i produksjon) i dag mot 800 til 1.000 km for hydrogentog (som det leveres mange av).

Din argumentasjon bygger stadig på at hydrogenet skal brukes til å produsere strøm. Det er ikke tilfellet, bare en mindre del vil brukes til det. Mye vil gå som innsatsfaktor til andre produkter (som ammoniakk) og til oppvarming i industrielle prosesser (når en ikke kan bruke strøm).

Jeg må spørre deg igjen. Hva skal alternativet til drivstoff/energibærere som bensin, olje og naturgass være i fremtiden (utenom batterier så lengt de rekker)? Det eneste realistiske alternativet i dag er hydrogen (og avledet drivstoff). Batterier drar med seg store utfordringer både med hensyn til vekt og pris.

Endret 5. juni 2022 av Ketill Jacobsen

[Simen1]

Ketill Jacobsen skrev (2 timer siden):

Kan du ikke du slutte å snakke om personbiler og spørsmålet om batterier/hydrogen. Det er ingen som tror at hydrogen er fremtiden for disse. Så slutt å fokuser på noe som var passe for flere år siden. Jeg mistenker deg for å bruke denne spørsmålsstillingen som en avledningsmanøver.

Joda, vi har noen faste og iherdige superfans av hydrogen personbiler her på forumet, så helt tomt er det ikke enda. Jeg brukte bare det som et lettfattelig eksempel på brenselceller der varmen i hovedsak går tapt. Det finnes selvsagt andre anvendelser der også varmen går tapt. Blant annet fly og tog som du etterlyste.

Vi er helt enige i at vi ikke kommer unna lagring i en eller annen form. Rettere sagt i mange former. Det er det jeg mener med samspill og du kan trygt puste ut når du hører at hydrogen også er en del av det samspillet.

Ketill Jacobsen skrev (2 timer siden):

Jeg må spørre deg igjen. Hva skal alternativet til drivstoff/energibærere som bensin, olje og naturgass være i fremtiden (utenom batterier så lengt de rekker)? Det eneste realistiske alternativet i dag er hydrogen (og avledet drivstoff). Batterier drar med seg store utfordringer både med hensyn til vekt og pris.

Først og fremst må vi utnytte energien så godt det lar seg gjøre. Energieffektivisering er nok det aller viktigste tiltaket og det går både på industri, transport og kraftsystemene. Dette er viktig fordi det dikterer hvor mye energi vi trenger og dermed hvor mye de fornybare energikildene monner.

Deretter mener jeg første målsetning må være å kutte CO2-utslipp raskest mulig. Altså først kull, deretter olje og til slutt gass. Det er viktig at kuttet skjer i den rekkefølgen. Kutt må kompenseres med fornybart + kjernekraft i første omgang. Først når all fossil kraft er ute kan vi begynne skiftet bort fra kjernekraft og over til rent fornybart. Rekkefølgen er viktig.

Når det gjelder energilagring så vil det være et samspill av flere løsninger med hver sine styrker og svakheter. Både vannmagasiner, batterier, hydrogen, ammoniakk, varme og kryoluft, svinghjul og kondensatorer vil være representert i miksen. Balansen er ikke så vanskelig å spå. Svinghjul og kondensatorer er målt i TWh et svært snevert marked. Vannmagasiner er begrenset av geografien så det vil neppe øke noe særlig fra dagens nivå. Batterier vil øke litt, men bruksområdet er snevert målt i TWh kapasitet, men regnet i TWh som har passert batteriene per år så vil det være en betydelig mengde, fordi det egner seg for mange sykluser per dag. Hydrogen er egnet for høyere kapasitet og lengre sykluser, mer lignende vannkraftmagasiner (som jeg allerede har nevnt er begrenset. Kryoluft egner seg omtrent i samme område av syklustid og kapasitet som hydrogen og ammoniakk. Varme egner seg i et større spekter av syklustider fra dager til måneder. Samlet kapasitet for varme i Europa vil være i samme størrelseorden som hydrogen, men det er vanskelig å spå en eksakt balanse. Kanskje 2:1, kanskje omvendt.

[Ketill Jacobsen]

Simen1 skrev (43 minutter siden):

Kutt må kompenseres med fornybart + kjernekraft i første omgang. Først når all fossil kraft er ute kan vi begynne skiftet bort fra kjernekraft og over til rent fornybart.

Atomkraft er på nedadgående i Europa (stadig mindre produksjon siden 1997 på verdensbasis, og Europa mye raskere nedgang). Når en i tillegg kan vente at Gen-III anlegg (den eneste modne teknologien i dag) tar ca 12 år fra første spadetak til produksjon, så er det helt sikkert at atomkraft ikke er svaret på kort sikt (før 2030). Frankrike som er ivrige tilhengere av atomkraft skal redusere andelen fra ca 70 til 50% de neste årene og Macron regner ikke å ha ny atomkraft som er oppe og går før 2035. Alt dette burde du vite!

Sol og vind lar seg raskt realisere, med ca to år fra første spadetak til produksjon av strøm. Sol og vind kan raskt realiseres og er billigste form for energi i nær alle land og den energi som kan raskest bygges ut. Det er bare spørsmål om hvor store midler som kanaliseres til sol og vind.

Din påstand "Først når all fossil kraft er ute kan vi begynne skiftet bort fra kjernekraft og over til rent fornybart" er fullstendig feil og har intet med virkeligheten å gjøre. Forholdet er helt omvendt. Sol og vind vil være helt dominerende som ny energi på verdensbasis de neste ti til tyve år. Det er tvilsomt om atomkraft noen gang kommer tilbake.

[Simen1]

Jeg tror det blir et tidsvindu for kjernekraft Gen4 i Europa og at disse kan eksporteres for videre bruk i andre deler av verden når Europa er i mål med 100% fornybart.

[Gjest Slettet-ZwZXKsIXQp]

Litt utfyllende info om forskjellige måter for å produsere hydrogen: https://www.sintef.no/siste-nytt/2020/hva-er-egentlig-gra-gronn-bla-og-turkis-hydrogen/

Hydrogensamfunnet kommer og omstillingen skjer enda raskere fordi russisk gass plutselig har blitt uforutsigbar. 

Nå må norske lønnsomhetskriterier og dimensjonering for vannkraftverk justeres.

Endret 5. juni 2022 av Inspector

[Ketill Jacobsen]

Simen1 skrev (2 timer siden):

Jeg tror det blir et tidsvindu for kjernekraft Gen4 i Europa og at disse kan eksporteres for videre bruk i andre deler av verden når Europa er i mål med 100% fornybart.

Problemet er at Gen-IV ligger langt frem i tid (tidligst 2030-tallet) og mye tyder på at strømmen  blir for dyr om ikke den termiske energien også kan brukes til fjernvarme eller reaktorene kan produsere hydrogen direkte. Da vil de nærme seg sol og vind i økonomi.

[sverreb]

On 6/5/2022 at 12:05 AM, Simen1 said:

.. eller så må man flytte tidspunktet for etterspørselen til det tidspunktet vindturbinen eller solcellepanelet fant det for godt å produsere.

Hvor mange uker kan du vente? Igjen er det ikke timer eller minutter vi snakker om. Det er snakk om å tidsforskyve uker og måneder. Dette blir bare mer håndveiving. Du har ingen praktisk måte å forskyve forbruk i den skalaen som trengs. Det du peker på er da også småtfisk. Tror du aluminiumsverket bare kan stoppe når det ikke blåser?  Det er mye av de store forbrukerne som er avhengige av jevn leveranse.

Det er på tide du kommer med noe håndfast som vi kan se tall og beregninger på og ikke bare luftige usubstansielle generaliteter.

 

Endret 6. juni 2022 av sverreb

[Kahuna]

sverreb skrev (På 6.6.2022 den 1.55):

Hvor mange uker kan du vente? Igjen er det ikke timer eller minutter vi snakker om. Det er snakk om å tidsforskyve uker og måneder.

Er det virkelig det? Er det ofte utfall av både vind- og solkraft som varer uker og måneder om gangen? 

DWD har sett på effekten av å kombinere strøm fra flere kilder over store geografiske områder og har funnet at for hele EU ville det bli 0,2 perioder a 48 timer med 'dunkelflaute' i året..

https://www.dwd.de/DE/klimaumwelt/aktuelle_meldungen/180306/ertragsausfaelle_ee_pk_2018.html

[sverreb]

30 minutes ago, Kahuna said:

Er det virkelig det? Er det ofte utfall av både vind- og solkraft som varer uker og måneder om gangen?

Det trenger ikke være et utfall for å være et problem, bare at man produserer mindre enn normalt kan være nok.

Se f.eks her (Diagrammer viser sol og vindkraft kun for å illustrere hvordan produksjon bare basert på disse kildene arter seg over tid):

Og:

Se hvordan vindkraft kan ha magnitiuder i forskjell i produksjon fra en uke til en annen med underproduksjon som varer i ukesvis, mens sol er på mellomkort (dagsbasis) sikt ganske stabil, men bortimot forsvinner i vinterhalvåret, og er dermed garantert å underprodusere i måneder av gangen.

Så er det da også slik at tilgang til kraft er av kritisk betydning. Det holder ikke å si at vi kan ta risikoen på at vi blir uten strøm noen uker om vi er uheldige. Vi må ha en veldig høy standard for forsyningssikkerhet, det vil si at vi må ta de verste utfallene vi kan tenke på, ikke bare de som skjer 'litt ofte' og kunne dekke de inn med reservegenerering. I en verden hvor olje og gass og kullinfrastruktur  ikke lengre er i bruk er disse ikke lengre kandidater for å dekke inn selv usannsynlige utfall og man må ha strategiske reserver for å dekke ikke bare uheldig vær men også andre katastrofer som kan resultere i bortfall av generator eller overføringskapasitet.

En måte å kunne håndere lange perioder mad lav produksjon er naturligvis å overdimensjonere produksjonen nok til at selv statistisk usannsynlig underproduksjon genererer nok til normal bruk: Implikasjonen av det er imidlertid at normalsituasjonen er kraftig overproduksjon og priser mot og under null. Og hva er da bekymringen omkring virkningsgrad?

I praksis vil man finne et ekvilibrium mellom statistisk overproduksjon og nedtrykte priser og energilager som benytter de lave prisene til å dekke inn ved underproduksjon.

Kilde:

https://energy-charts.info/charts/power/chart.htm?l=en&c=DE&stacking=stacked_absolute_area&year=2021&interval=month&source=sw&month=07

https://energy-charts.info/charts/power/chart.htm?l=en&c=DE&stacking=stacked_absolute_area&year=2021&interval=month&source=sw&month=11

 

Endret 7. juni 2022 av sverreb

[Simen1]

Hvis de grafene hadde vært en likespenning og vi kan se for oss vannmagasiner som en kondensator der spenninga synker gradvis, hvor stor kondensator hadde vært nødvendig for å sikre en minimum spenning gjennom diagrammet?

Analogien trenger ikke et svar, men det gjør virkelighetens verden. Man trenger ikke kapasitet til å magasinere for en hel vinter siden det er en hel del kraftproduksjon også gjennom vinteren. Det som betyr noe er effekten inn og ut av magasinene, magasinkapasiteten og forbruket på den årstiden. Så selv om Europa har et årlig primærenergibehov på X så trenger ikke lagringskapasiteten være i nærheten av X.

_______

En annen ting er at når Tyskland har overskudd så kan andre land ha underskudd. Værsystemene har det med å være lokale og ha "motpoler" andre steder. Derfor vil ikke nødvendigvis et stort overskudd i Tyskland onsdag kl 12 bety at deler av produksjonen må dumpes. Ei heller at et stort underskudd natt til torsdag betyr at de må rasjonere på krafta. Det er derfor vi har linjer på kryss og tvers av Europa.

Endret 7. juni 2022 av Simen1

[Ketill Jacobsen]

sverreb skrev (3 timer siden):

Det trenger ikke være et utfall for å være et problem, bare at man produserer mindre enn normalt kan være nok.

Se f.eks her (Diagrammer viser sol og vindkraft kun for å illustrere hvordan produksjon bare basert på disse kildene arter seg over tid):

Og:

Se hvordan vindkraft kan ha magnitiuder i forskjell i produksjon fra en uke til en annen med underproduksjon som varer i ukesvis, mens sol er på mellomkort (dagsbasis) sikt ganske stabil, men bortimot forsvinner i vinterhalvåret, og er dermed garantert å underprodusere i måneder av gangen.

Så er det da også slik at tilgang til kraft er av kritisk betydning. Det holder ikke å si at vi kan ta risikoen på at vi blir uten strøm noen uker om vi er uheldige. Vi må ha en veldig høy standard for forsyningssikkerhet, det vil si at vi må ta de verste utfallene vi kan tenke på, ikke bare de som skjer 'litt ofte' og kunne dekke de inn med reservegenerering. I en verden hvor olje og gass og kullinfrastruktur  ikke lengre er i bruk er disse ikke lengre kandidater for å dekke inn selv usannsynlige utfall og man må ha strategiske reserver for å dekke ikke bare uheldig vær men også andre katastrofer som kan resultere i bortfall av generator eller overføringskapasitet.

En måte å kunne håndere lange perioder mad lav produksjon er naturligvis å overdimensjonere produksjonen nok til at selv statistisk usannsynlig underproduksjon genererer nok til normal bruk: Implikasjonen av det er imidlertid at normalsituasjonen er kraftig overproduksjon og priser mot og under null. Og hva er da bekymringen omkring virkningsgrad?

I praksis vil man finne et ekvilibrium mellom statistisk overproduksjon og nedtrykte priser og energilager som benytter de lave prisene til å dekke inn ved underproduksjon.

Kilde:

https://energy-charts.info/charts/power/chart.htm?l=en&c=DE&stacking=stacked_absolute_area&year=2021&interval=month&source=sw&month=07

https://energy-charts.info/charts/power/chart.htm?l=en&c=DE&stacking=stacked_absolute_area&year=2021&interval=month&source=sw&month=11

 

Svært interessante grafer som belyser utfordringene en står over for på en god måte. Skulle gjerne sett data for et annet år da 2021 var et dårlig år for sol og vind. I tillegg ville jeg gjerne sett tilsvarende data for Hywind Scotland. Det vil nok gi en mye mer jevnere produksjon, men hvor mye jevnere? Det er det interessante spørsmålet. For Nord-Europa ned til og inklusive Frankrike, vil en få stadig mer strøm fra Nordsjøen der kf på 60 til 65% forventes og vindkraft fra Østersjøen og Atlanterhavet (kjenner ikke så godt vindforholdene her). En stor andel av strøm vil komme fra havvind i åren fremover og en får en mye jevnere produksjon.

For solkraft særlig i sør vil solparkene utstyres med batteripakker hvilket fører til en mye flatere produksjon og leveranse også på natten. Se de ekstreme spissene for sol på sommeren!

Som Simen1 sier vil strømnettet stadig bygges ut i Europa og knyttes mer sammen. Derved blir det lettere å håndtere lokale ubalanser.

Strømproduksjonen må i Europa ca tredobles for oppnå utfasing av fossile brensler. Da øyeblikksbehovet ikke øker med produksjonen vil minimumsproduksjonen bli mye nærmere øyeblikksbehovet.

Selv om balanse blir lettere for sol og vind alene (se ovenfor) så vil en ikke unngå enorm "overproduksjon"* av strøm mesteparten av tiden  (se topper og bunner i grafene), slik at store mengder strøm må lagres i form av hydrogen eller svære vannbasseng (for å ta det to viktigste lagringsformene). Som sverreb tidligere har påpekt kan enorme mengder hydrogen lagres billig og over måneder i saltgruver. Batterier på den annen side kan så langt lagres bare få timer for at det ikke skal bli for dyrt. Dette kan over en tiårsperiode utvides til et fåtall dager. Lagring over lengre tid er i dag umulig økonomisk sett selv om det rent teknisk er intet problem (kostnad per kWh er i dag ca 3000 kr/kwh x 0,07 (7% rente) x timer lagring. Altså ca 4 kr per uke. Kapitalkostnader alene).

* Overproduksjon i forhold til øyeblikkelig strømbehov