100 procent grøn energi kræver tænkning på tværs

Et samlet energisystem med 100 procent vedvarende energi i 2050 er muligt, og omkostningerne vil være på et ’sammenligneligt niveau’ i forhold til at fortsætte med et alternativ baseret på fossile brændsler.

Sådan lyder hovedkonklusionen i en ph.d.-afhandling skrevet af adjunkt Kenneth Hansen fra Forskningsgruppen Energiplanlægning på Aalborg Universitet i København.

- Men der er mange forskellige veje til et energisystem baseret på 100 procent vedvarende energi, fastslår Kenneth Hansen, der i sine scenarier har fokuseret på Tyskland, men undervejs i arbejdet har tilbragt en periode hos den indflydelsesrige professor Mark Z. Jacobson og hans kolleger på Stanford University i Californien og dermed fået bibragt et amerikansk perspektiv.

Kenneth Hansen har også inddraget erfaringer fra en række projekter støttet af Det Internationale Energiagentur (IEA) og de danske puljer EUDP, Innovationsfonden og ForskEL, så analyserne går på tværs af teknologier og nationer.

Fremtiden er elektrisk

De eksisterende energisystemer varierer fra land til land, så der vil være forskellige veje både mellem lande og i de enkelte lande frem mod et energisystem med 100 procent vedvarende energi. Men lad os starte med et par fællestræk:

- Uanset hvilket land, der drejer sig om, vil elforbruget blive højere. Vi kigger helt sikkert ind i en el-fremtid, for el er den mest effektive løsning i mange sammenhænge, siger Kenneth Hansen og peger på elbiler og eldrevne varmepumper som to af vinderteknologierne.

Netop elbiler vil blive helt afgørende for en fossilfri fremtid, for overalt på kloden er transportsektoren primært drevet af olie.

- Vi skal have så mange elbiler som muligt – ellers kan vi ikke nå et mål om 100 procent vedvarende energi, siger Kenneth Hansen, der også ser omlægning til mere kollektiv, fossilfri transport som en del af opgaven.

VE-mål med snævert fokus

Forskellene mellem eksempelvis USA, Tyskland og Danmark viser sig både i det fysisk udgangspunkt i de eksisterende energisystemer og den tænkning, der præger debatterne i de enkelte lande. Lad os starte med det sidste:

Kenneth Hansen påpeger, at forskning i løsninger på tværs af sektorer fortsat er et sjældent syn i de fleste lande uden for Europa, og at når politikere taler om 100 procent vedvarende energi, så handler det i de fleste lande om elektricitet – og ikke om opvarmning, transport, industri mm.

- Når Californiens guvernør Jerry Brown og senator Bernie Sanders taler om grøn omstilling i USA, så handler det om 100 procent vedvarende elektricitet. Kina er et andet eksempel – her er der ekstremt meget fokus på de enkelte teknologier, men ikke ret meget på hvordan de spiller sammen, siger Kenneth Hansen, hvis økonomiske analyser viser, at omstillingen fra sort til grøn bliver billigere, hvis der tænkes og handles på tværs af teknologier og sektorer.

Forskel på dansk og tysk energimiks

I forhold til valg af teknologier har Danmark med de seneste energiforlig valgt at fokusere på vindenergi kombineret med biomassefyrede (kraft)varmeværker. En elektrificering af transportsektor og opvarmning bliver understøttet af lavere afgifter på elektricitet. Solvarme spiller en vis rolle til fjernvarme, og biogas er ved at erstatte en del af det i øvrigt vigende naturgasforbrug.

- Tyskland satser på andre løsninger. Tyskerne har ikke lige så meget biomasse pr. indbygger, som vi har, og de har heller ikke så store områder i Nordsøen til rådighed for offshore-vind. Det stiller højere krav til energibesparelser, vindmøller på land, solceller, grønne gasser og fjernvarme, hvis Tyskland skal gennemføre en omkostningseffektiv omstilling, påpeger Kenneth Hansen.

I forhold til varmebesparelser peger analyserne på, at det handler om at få mere fart på: 80 procent af de huse, der står i 2050, er allerede bygget.

Nord Stream: Gas i stedet for VE

Grønne gasser kan komme fra landbrug, spildevand og industrier, og selv om Tyskland gør en del her, så overskygges det af planerne om mere russisk naturgas via gasrøret Nord Stream II. Tyskland har besluttet at lukke sine atomkraftværker, og med Energiewende skal kulkraft-æraen også slutte inden for de næste årtier. Kort før jul lukkede Tysklands sidste stenkulmine, men der fyres fortsat med betydelige mængder brunkul.

Af hensyn til forsyningssikkerheden mener det officielle Tyskland, at gas fra præsident Putin er det rigtige valg.

- Nord Stream går imod en ambition om 100 procent vedvarende energi i 2050, konstaterer Kenneth Hansen og peger på, at det teoretisk set kan lade sig gøre et eliminere nogle af naturgassens klima-ulemper. CO₂-lagring i undergrunden med Carbon Capture and Storage (CCS) er imidlertid meget dyrt, og CO₂-genanvendelse med Carbon Capture og Recycling (CCR) er stadig er på forsøgsstadiet.

- Men der kan være systemmæssige perspektiver i at kombinere CO₂ og brint til elektrofuels til lastbiler, skibe og fly til transport over længere distancer, vurderer han og påpeger, at elektrofuels repræsenterer en af mulighederne for at gå på tværs af el og transport. I første omgang ligger elektriske køretøjer dog mere lige for.

Synergier mindsker behov for brændsler

- Hvis vi får høstet synergier mellem de forskellige sektorer, kan vind- og solenergi dække en meget stor del af energibehovet, og der vil være brug for færre brændsler. Scenarier viser, at 100 procent vedvarende energisystemer er gennemførlige, men opgaven kan ikke løses ved at basere sin politik på enkelte teknologier. Løsningerne kræver et perspektiv, der har fokus på det fulde energisystem, siger Kenneth Hansen.

Færre brændsler betyder i en tysk sammenhæng behov for mindre naturgas og biobrændsler, men det kan også blive mere ekstremt. Professor Jacobson på Stanford tager i sine scenarier udgangspunkt i, at der slet ikke skal brændes noget som helst af i fremtiden.

- Det kan også være et valg, men det vil kræve næsten dobbelt så meget vindenergi som i de tyske scenarier, fortæller Kenneth Hansen og nævner, at samme pointe gælder for udnyttelse af spildvarme fra datacentre og industrier til fjernvarme. Hvis spildvarmen ikke udnyttes, kræves der flere vindmøller, solceller og kraftværker.

Noget decentralt er meget dyrt

Verden oplever en rivende teknologisk udvikling bl.a. inden for vindmøller, solceller, batterier og eldrevne køretøjer, så det kan være svært at forudsige fremtidens teknologiske vindere… og hvad de koster. De seneste års decentralisering af elproduktionen vil givetvis fortsætte, og forskellige typer energilagre vil blive billigere og vinde frem. Kenneth Hansen forventer en kombination mellem centrale og decentrale løsninger:

- Noget decentralt er godt, men andet er rigtig dyrt. Huse i Californien – og andre steder – med Teslaer, solceller, batterier og varmepumper er mere imagepleje end fremtidens løsning for de mange, vurderer Kenneth Hansen.

Læs mere på Aalborg Universitets hjemmeside.