Hoppe over høyspentnettet?Hver eneste komponent og dimensjoneringen av den må stilles spørsmål ved for å optimalisere kostnadene. Ingenting kan tas for gitt, alt kan være helt annerledes.
På slutten av 1800-tallet fantes det bare vannkraft og elektrisitetsproduksjon ved hjelp av varme- og kraftmaskiner. Vannkraften var knyttet til geografiske forhold, og store sentraliserte varmekraftverk er mye mer effektive enn små desentraliserte anlegg. For bobiler finnes det små gassdrevne generatorer med en virkningsgrad på 7 %, mens den nyeste generasjonen av Siemens CCGT-kraftverk har en virkningsgrad på 64 % av brennverdien. Denne lille stempelmotoren og denne enorme gassturbinen, hvis spillvarme fortsatt driver dampturbiner. Det logiske svaret er at vi trenger et strømnett som knytter sammen produsenter og forbrukere som befinner seg langt fra hverandre. Men er denne logikken alltid og overalt gyldig?
Det første trinnet er foredlingen til 24 strøm ved hjelp av batterier. Hva består et hjemmelagringssystem på 15 kWh av? Typisk 16 battericeller på 280 Ah til 320 Ah i et hus. Hva består et hjemmelagringssystem på 150 kWh av? Typisk 10 blokker, hver med 16 seriekoblede battericeller på 280 Ah til 320 Ah. Hva består et storskala lagringssystem på mange MWh av? Overraskende nok nøyaktig de samme grunnkomponentene. Det brukes nøyaktig de samme battericellene som i et 15 kWh hjemmelagringssystem. Det er ingen forskjell i virkningsgrad mellom et 15 kWh hjemmelagringssystem og et 150 MWh storskalalagringssystem. Hvorfor ikke bare kjøre alt på batterier for å ha 365/24 strøm? Et gammelt ordtak sier: Penger må jobbe.
Det er fire grunner til å lagre solenergi:
Penger må fungere. Hvis et slikt batteri har 200 fulle sykluser per år og varer i 15 år, vil vi med 60 €/kWh ha: 60 / (15 år × 200 sykluser) = 0,02 €/kWh i lagringskostnader. Flott, det passer! Men hvis du dimensjonerer batteriet stort nok til å dekke forskjellen mellom sommer og vinter, kan levetiden øke til 25 år, men 60 € / 25 år = 2,40 €/kWh. Det er absolutt ikke mulig! Batteriene er altfor dyre til å bare fungere én gang i året.
Hva koster en enkel tank som inneholder 1 GWh termisk energi? Det blir i underkant av 200 000 liter metanol. Omtrent 20 000 euro. Hvis en generator med 40 % virkningsgrad omdanner dette til elektrisitet, blir det 400 MWh. La oss gjøre et svært forenklet regnestykke for hele Power to Methanol 300 kW-utstyret til 300 000 euro, tanken 20 000 euro, generatoren 80 000 euro for å produsere 400 MWh fra 2 GWh overskuddsstrøm når det trengs: 400 000 euro / (20 år × 400 000 kWh per år) = 0,05 euro/kWh. Man må multiplisere virkningsgrader i en kjede. 50 % kraft til metanol × 40 % generator er svært beskjedne 20 %. Men hvis solen skinner hele dagen og batteriene er fulle, er strøm til metanol sløsing med ellers ubrukelig solenergi. I land nær ekvator er det typisk at 25 % av solenergien går til metanol, som igjen genererer 5 % av det totale strømbehovet.
Dette gjelder nær ekvator, der værsvingninger er den dominerende lagringsfaktoren på lang sikt, og jordaksens helning spiller en underordnet rolle. Jeg bor derimot i Østerrike, 47,722° nord for ekvator. Her er forskjellen mellom sommer og vinter dramatisk.
Det finnes allerede et høyspentnett, mange kubikkilometer med underjordiske gasslagre og store sentrale kombikraftverk. Østerrike har 7 km³ underjordiske gasslagre, noe som tilsvarer 70 TWh eller nesten 8 000 kWh per innbygger. Det eneste som mangler, er en størrelsesorden mer solceller, 3 kWh batteri per kW solceller og kraft til metan. Sentralisert storskalateknologi har effektivitetsfordeler både når det gjelder Power to X og strømproduksjon. Disse fordelene er større enn kostnadene ved et høyspentnett.
Vi har utført omfattende simuleringer for 50 forskjellige steder og timeavkastningsdata fra 2005 til 2020 med ulike belastninger. Hver av disse ulike konfigurasjonene ble simulert med ulike belastninger. Disse simuleringene ble utformet for å besvare spørsmålet: Er det mulig å halvere energikostnadene for transport og mobilitet ved hjelp av hurtigladestasjoner utenfor nettet? Med de batteriprisene som forventes om noen år, er det mulig: Et eller annet sted langs en motorvei står det noen GEMINI-hus av neste generasjon som tilbyr hurtiglading for 0,20 euro/kWh. Her er tre eksempler på bruksområder:
Uten strømtilkobling, men 80 kW solceller og 160 kWh batterier muliggjør direkte forsyning av en 80 kW hurtiglader. Disse husene, som er godt fordelt i avsidesliggende landsbyer, kan gjøre det mulig for første gang å nå et hvilket som helst punkt i Afrika med en elbil.
En typisk størrelse kan være 16 hus med 2 MW solceller og 6 MWh natriumbatterier. En generator på 300 kW gir strøm selv når det er svært overskyet i flere dager. Så snart det finnes billige 300 kW kraft-til-metanol-anlegg, kan overskuddsstrømmen utnyttes. Store lastebiler kan også lades raskt med 1 MW. I gjennomsnitt selges det 6 MWh strøm hver dag. Det tilsvarer for eksempel 8 store lastebiler med 400 kWh og 70 personbiler med 40 kWh lading.
I varme land er betong ideelt for veibygging. Den blir ikke like varm som asfalt, og fremfor alt blir den ikke tyktflytende som asfalt ved høye temperaturer. Men sementproduksjon er en energikrevende industri. Sementfabrikken LEUBE i nærheten av der jeg bor, trenger for eksempel 110 GWh elektrisitet og 400 GWh termisk energi til en årlig produksjon på 500 000 tonn. Klinkeren kan også varmes opp med elektrisitet, noe som er mer effektivt, men da øker elektrisitetsbehovet til 360 GWh. 3 km² energioptimalisert bosetningsområde kan bare drive en sementfabrikk av denne størrelsen med elektrisitet. Ifølge prognoser for utviklingen av batteripriser vil dette være den billigste produksjonsmetoden om bare noen få år. Billige batterier er nøkkelen til å foredle solkraft til 24-fasestrøm. Strøm til metanol er nøkkelen til å foredle 24-fasestrøm til 24/365-strøm. | |||||||||||||||||||||
GEMINI next Generation AG (Inc.)
