23948sdkhjf

- Danmark har alle muligheder for at tage føringen på energilagring

Den forestående transformation med at ændre den globale energiforsyning fra primært at være baseret på at grave brændsel op af jorden og brænde det af til i stedet at anvende vedvarende energikilder, stiller os over for et stort problem. Ligegyldigt hvordan fordelingen af de nye energikilder bliver - sol, vind, bølgekraft, geotermi osv. - så er der et centralt problem, vi skal have løst:

Der bliver behov for at lagre. Både at lagre elektricitet på kort sigt - og energi på længere sigt. Ofte nævnes batterier som løsningen her, og der er ingen tvivl om, at batterier kommer til at spille en stor rolle. Men der skal andet og mere til, og det hænger sammen med hvordan de forskellige teknologier skalerer mht. til pris lagerkapacitet og effektkapacitet.

Lad os starte med batterier. Batteriers størrelse, masse og pris er direkte proportional med energikapaciteten. Det betyder, at 10 gange større kapacitet vil koste 10 gange mere, uanset batteriteknologi og pris i øvrigt. Batterier er en relativt moden teknologi og tilbyder en meget høj "round trip efficiency" eller virkningsgrad. Dvs. hvis man putter 1 kWh ind - får man næsten 1 kWh ud igen fra et batterilager, da tabene er små. Samtidig er batterier billige i forhold til hvor stor en effekt, de kan håndtere, altså kr./W forholdet er lavt. Dermed er batterier yderst attraktive til korttidslagring, altså lagring i timer.

For lagring af el over længere tid, i flere dage, er Redox Flow Batterier (RFB) en lovende teknologi. Et RFB er en slags kombineret elektrolysecelle/brændselscelle men hvor både "opladet" og "afladet" elektrolyt (brændsel) opbevares i tanke i et lukket system. Hvor et batteri opbevarer den elektrokemiske energi i sine elektroder gør et RFB det i lagertanke, der kan gøres arbitrært store uden nødvendigvis at være ret dyre. Derfor er prisen på et RFB ikke proportionelt med energikapaciteten (modsat et batteri) men derimod proportionalt med den effekt, det skal kunne håndtere (ganske som en brændselscelle). Round-trip virkningsgraden er typisk ringere end for batterier, men ofte stadig ganske god. Disse karakteristika gør RFB teknologien velegnet til lagring af el over tidsskalaer, der eksempelvis svarer til tiden mellem de vandrende lavtryk på vore breddegrader og dermed gunstige vindforhold for elproduktion.  RFB er dog en umoden teknologi der endnu ikke er demonstreret på stor skala, og der er rige mulighed for forbedringer via nye gode ideer.

Flydende brændstof og langtidslagring

Der er imidlertid også et betydeligt behov for at lagre energi over længere tid - og for at lave brændstoffer til de dele af vores samfund, der dårligt lader sig elektrificere. For eksempel at lagre solenergi fra sommer til vinter - eller at producere syntetisk flybrændstof. Det sidste kaldes Power-to-X, hvor Power er elektricitet og X dækker over et energirigt kemikalie som metanol, ammoniak, brint, syntetisk dieselolie eller lignende. I lighed med RFB skalerer prisen på Power-to-X med effekten - ikke med lagerkapaciteten: En stor tank med syntetisk olie er meget billig sammenlignet med værdien af den energi, den kan lagre. Prisen for et Power-to-X anlæg stiger altså med hvor mange watt, det kan håndtere at lagre som X. Et svagt punkt ved Power-to-X er virkningsgraden - i særdeleshed sammenlignet med batterier, men også sammenlignet med RFB. Det betyder, at energiindholdet af produktet er betydelig lavere end input-energien. Dette tab bliver konverteret til varme. Power-to-X teknologien relativt umoden, og vi er kun så småt begyndt at se enkelte større projekter. Igen betyder det, at der er gode muligheder for forbedringer og nye ideer.

Forskning og udvikling kan bringe Danmark i front

Eftersom både batterier, RFB og Power-to-X i global sammenhæng skal implementeres på terawatt skala - dvs. 1000 GW skala - og på GW skala alene i Danmark, tæller hver eneste millivolt (mV) i tab! Hvis man kan skære blot 1 mV af tabet i en 1 terawatt proces, skal der bygges i størrelsesordenen 1 GW mindre input-effekt. Det svarer til en besparelse på næsten 100 km² solceller eller ca. 500 havvindmøller. Faktisk kan det meget vel være, at der også kan skæres hundredevis af millivolt af tab ved at anvende ny, kløgtig teknologi.

Dette kolossale potentiale for besparelser er grunden, til at der bør forskes massivt i alle disse teknologier. Hele paletten - fra den mest nørdede grundforskning til industriel R&D - skal i spil. Det er simpelthen for dyrt at lade lovende ideer forblive uprøvede. Danmark har mulighed for at spille en nøglerolle inden for dette område. Det kræver dog, at der bliver investeret i alt fra grundforskning til rammevilkårene for high-risk start-up virksomheder for at få afprøvet ny teknologi fra laboratorierne i en industriel sammenhæng på pilot skala.  Her skal både industrien og venture-miljøet på banen. Der skal også tænkes på system-niveau så fx gas- og fjernvarmenettet kan udnyttes til for eksempel at aftage Power-to-X spildvarme, ligesom det politiske lag må rydde benspænd som forældede afgifter, støtteordninger, aftageregler mv. af vejen.

Vi må ikke være bange for, at det er "for stort" for Danmark. Her i landet har vi virkelig fine traditioner for at være på forkant med nye energiteknologier, og lagring af energi er den næste store udfordring, som vi skal klare. Og samtidig en kæmpe mulighed for at kan komme i front globalt. Hvis vi altså vil.

Artiklen er en del af temaet Klumme.

Læs mere om: DTU
Kommenter artiklen (1)
Tip redaktionen
Udvalgte artikler

Se seneste nyhedsbrev ???id_11737???

Send til en kollega

0.11