Husk mig
▼ Indhold

Energisystemets sammensætning

Artiklen er en del af bogen I drivhuset - Fortællinger om naturens energi og samfundets energikrise, skrevet af Klaus Illum og udgivet af 3F i 2006.

< Drivkraft til transportmidlerIndholdsfortegnelseScenarier for den fremtidige udvikling >


DEL 4: TEKNISKE OG SAMFUNDSØKONOMISKE UDVIKLINGSMULIGHEDER

10. ENERGISYSTEMETS SAMMENSÆTNING

En energipolitisk strategi er en plan, der udstikker hovedretningslinier for en ønsket udvikling af energisystemet i de næste årtier. I praksis er den et investeringsprogram, der viser hvilke investeringer, man vil foretage for at opfylde de energipolitiske målsætninger.
Hvis det ikke skal blive unødigt dyrt på grund af fejlinvesteringer, skal man vide, hvordan man vil indrette systemet. Og man skal vide, hvilke investeringer, der giver mest for pengene.
Det er for dyrt at bygge et 100 000 ton containerskib om til et sejlskib og at sætte et spand heste for en 20-ton lastbil.


Rigelige forsyninger af billig olie, naturgas og kul har tilladt os at indrette vores energisystem på den letteste og billigste måde. Biler og alt andet på hjul for sig. Landbrug for sig. Industrier hver for sig. El-værker for sig. Vindmøller for sig. Varmeforsyning for sig. Uden nogen sammenhæng mellem disse forskellige dele af det samlede system - mellem de forskellige “sektorer”, som man kalder dem. Bortset fra den ikke uvæsentlige sammenkobling af el- og varmeproduktion i områder med fjernvarmeforsyning fra kraftvarmeværker.

Opdelingen i en el-sektor, en varmesektor, en transportsektor, en industrisektor m.fl. ligger til grund for Energistyrelsens energistatistikker; for lovgivning og regler om afgifter, tilskud, CO2-kvoter m.m.; og for de organisationer der varetager el-forsyningsselskabers, vindmølleejeres, fjernvarmeselskabers, naturgasselskabers og andre sektorers interesser.

Når der ikke længere er rigelig olie og naturgas på verdensmarkedet stiger priserne indtil de er blevet så høje, at forbruget kommer ned på de mængder, der kan leveres.
Prisen på kul vil stige tilsvarende. Jo mere verdensøkonomien er afhængig af olie og gas, jo højere prisstigninger skal der til for at formindske forbruget. Den økonomiske nedtur, der følger, vil fremskynde nedtrapningen af CO2-udslippet, for der bliver ikke råd til at afbrænde så meget fossilt brændsel. Men det er ikke den måde, vi ønsker at gøre det på. Vi ønsker naturligvis at gøre os mindre afhængige af de fossile brændsler og dermed nedtrappe CO2-udslippet på en samfundsøkonomisk fornuftig måde. Derfor må vi i gang med at ombygge vores energisystem.

Det sektoropdelte systems økonomi er baseret på rigelige forsyninger af billige brændsler. Det er blevet til i en tid, hvor CO2-udslippet ikke blev taget i betragtning. Dette system kan ikke fungere på en samfundsøkonomisk fornuftig måde, når brændslerne ikke længere er rigelige og billige, og CO2-udslippet skal være meget mindre. Der skal nye konstruktioner til, når samfundsøkonomien skal baseres på andre ressourcer. Det er for dyrt at bygge et 100 000 ton containerskib om til et sejlskib og at sætte et spand heste for en 20-ton lastbil.

10.1 BESTANDDELE OG SAMMENHÆNGE
Det er økonomisk hasard at gå i gang med at bygge et højhus uden at have en tegning at gå efter, og man skal være meget heldig, hvis det ikke skal ende med, at det hele braser sammen.

Vi skal finde ud af hvilke tekniske muligheder, der tegner sig for udvikling af et nyt energisystem på en samfundsøkonomisk hensigtsmæssig måde, dvs. til det fælles bedste.
For hvis vi ikke ved hvilke tekniske valgmuligheder, vi har, kan der ikke træffes et fornuftigt, demokratisk valg af en energipolitisk strategi. Vi må derfor, uden skelen til det nuværende sektoropdelte system, tegne et teknisk billede af det energisystem, vi taler om. Et sådant billede er vist i figur 10.1.

Figur 10.1 er ikke en tegning af et bestemt nuværende eller fremtidigt energisystem. Tegningen viser de forskellige dele, der indgår i eller kan komme til at indgå i et energisystem på vore breddegrader. Den giver en oversigt over de forskellige investeringer, der kan indgå i en energipolitisk strategi. Investeringer i forbrugssystemets bygninger og transportmidler på den ene side. Investeringer i forskellige energikildeanlæg på den anden. Og i midten investeringer i de mange forskellige anlæg, der tjener til at omsætte og overføre (transmittere) elektrisk og kemisk energi fra energikilderne, sådan at forbrugssystemets behov for el og varme og drivkraft til transportmidler opfyldes.

Tegningen viser også, at systemet udgør en helhed, hvori alt hænger sammen. De investeringer, det er hensigtsmæssigt at foretage i energiomsætningsanlæggene i midten, afhænger både af de investeringer, der foretages i de forskellige typer af energikildeanlæg, og af de investeringer, der foretages i forbrugssystemets bygninger (efterisolering o.a.), transportanlæg og transportmidler. Omvendt afhænger økonomien i investeringer i bygninger af hvilke investeringer, der foretages i energiomsætningsanlæggene. F.eks. får man ikke noget ud af at investere i lav-temperatur opvarmningsanlæg i husene, hvis der ikke investeres i forsyningsanlæg, der kan udnytte den energiøkonomiske fordel ved de lavere temperaturer.

Figur 10.2 er en skitse af den tekniske sammensætning af et energisystem, hvor forskellige energikilder og anlæg spiller sammen. Det gælder om at få nedtrappet forbruget af fossile brændsler og dermed CO2-udslippet uden unødige omkostninger. Derfor skal systemet konstrueres sådan, at de investeringer, der foretages i de forskellige anlæg, hele tiden kan udnyttes på en effektiv måde. Unødige tab (se kapitel 4, afsnit 4.7) skal undgås. Især gælder det om at udnytte den hele tiden varierende elektriske kraft fra vindmøller og eventuelt solceller, sådan at forbruget af fossile brændsler i el-producerende motorer bliver så lille som muligt, samtidigt med at varmeproduktionen dækker varmebehovet i bygningerne, og der bliver mest mulig elektrisk kraft til rådighed til transport, efter at el-behovet i bygninger, industrier etc. er dækket.

Det er klart, at et energisystem med en teknisk indretning som den, der er skitseret i figur 10.2, ikke kan opdeles i indbyrdes uafhængige sektorer. El- og varmeproduktion hænger uløseligt sammen i kraftvarmeværker og “elektrolyseanlæg”, og nogle industrivirksomheder vil kunne kombinere deres produktionsanlæg med elog/ eller varme-producerende anlæg. Som vist i figur 8.2 kan man med varmepumpeanlæg regulere forholdet mellem kraftvarmeværkernes el-produktion og deres varmeproduktion. Hvornår dét er hensigtsmæssigt afhænger af el-forbruget, varmeforbruget og el-produktionen i vindmøller og solceller. Temperaturerne i varmelagrene (vandbeholdere og bassiner) spiller også ind.

Skitsen figur 10.2 viser et “elektrolyseanlæg”, der spalter vand i ilt og brint (se figur 8.3). Sådan et anlæg skal køles. Man kan holde kølevandstemperaturen høj nok til, at kølevarmen kan udnyttes til fjernvarme. “Brinten” bruges i brændselsceller i køretøjer. Anførselstegnene omkring “elektrolyseanlæg” og “brint”, er tilføjet for at antyde, at elektrisk kraft også på anden måde kan omsættes til kemisk energi, der kan bruges i køretøjer (se afsnit 8.4 og kapitel 9).

En energipolitisk strategi er en plan, der udstikker hovedretningslinier for en ønsket udvikling af energisystemet i de næste årtier. I praksis er den et investeringsprogram, der viser hvilke investeringer, man vil foretage for at opfylde de energipolitiske målsætninger. Hvis det ikke skal blive unødigt dyrt på grund af fejlinvesteringer, skal man vide, hvordan man vil indrette systemet. Og man skal vide hvilke investeringer, der giver mest for pengene. Det er økonomisk hasard at gå i gang med at bygge et højhus uden at have en tegning at gå efter, og man skal være meget heldig, hvis det ikke skal ende med, at det hele braser sammen.


FIGUR 10.1 ENERGISYSTEMET
Dette billede viser, hvordan de dele, vi har omtalt i de foregående kapitler, tilsammen udgør et energisystem. Systemet består af tre delsystemer:
Forbrugssystemet til højre udgøres af alle husene med deres inventar af elektriske apparater og maskiner samt alle de motoriserede og eldrevne transportmidler. Alt det, der udgør vores daglige omgivelser og hjælpemidler. Det hele går ud på at holde forbrugssystemet i gang.
Energikilde-systemet til venstre omfatter kemiske energikilder i form af fossile brændsler og biomassebrændsler og elektriske energikilder. Vindkraft er allerede en betydelig elektrisk energikilde.
Energiomsætnings- og transmissionssystemet i midten omfatter alle de anlæg (kraft- og kraftvarmeværker, fjernvarmeværker, individuelle opvarmningsanlæg, m.fl.), hvori kemisk energi og elektrisk kraft fra energikilderne omsættes til den varme, el og mekaniske drivkraft, der tilføres forbrugssystemets huse og transportmidler. Også motorer og brændselsceller i køretøjer hører til i energiomsætningssystemet.
Termiske industrielle processer er industrielle produktionsprocesser, der bruger damp, hedt vand eller meget varm luft. Det kan være kemisk industri, slagterier, teglværker og metalstøberier. De er her placeret i energiomsætningssystemet, fordi de ofte med fordel kan have deres egne kraftvarmeværker og dermed indgå i den samlede energiomsætning.


FIGUR 10.2 FREMTIDENS ENERGISYSTEMER TEKNISK SET
I fremtidens energisystemer kommer mange forskellige anlæg i spil for at levere el og varme til bygninger m.m. og drivkraft til transportmidler.
En stor del af den elektriske kraft vil komme fra vindmøller, måske suppleret med el fra solceller. Der vil blive produceret el og varme i forskellige store, mindre og små kraftmaskiner: Dampturbine-kraftvarmeværker fyret med kul, naturgas og biomassebrændsler; gasmotorer fyret med naturgas, biogas eller gas fra biomasse-gasværker; brændselsceller tilført naturgas eller andre brændstoffer; m. fl. Varmepumper, der kører i samspil med kraftmaskinerne kan tjene til at regulere el- og varmeproduktionen i takt med forbruget (se figur 8.2).
De store og mindre kraftmaskiner og varmepumper vil være fælles forsyningsanlæg med fjernvarmenet. De helt små maskiner, evt. med varmepumper, vil være individuelle anlæg, placeret i de enkelte bygninger.
Store fælles solfangeranlæg kan supplere fjernvarmeproduktionen fra kraftvarmeværker. Hvis fjernvarmenettet forsynes med et stort såkaldt sæsonvarmelager, kan overskydende varmeproduktion i solfangeranlæg og kraftvarmeværker i sommertiden lagres til efteråret og vinteren.
Mindre buffer-varmelagre (som de varmtvands-siloer, der ses ved alle de decentrale kraftvarmeværker) tjener som stødpude (buffer) mellem kraftvarmeværk og fjernvarmenet, så varmeproduktionen ikke time for time behøver at følge forbruget.

Efterhånden som olieforbruget bliver nedtrappet, bliver det nødvendigt at overføre elektrisk kraft til transportmidler. Enten direkte til elektriske tog, sporvogne, trolleybusser og biler, eller indirekte ved at omsætte elektrisk kraft til kemisk energi i form af brint eller andet, der kan bruges i køretøjer. På figuren er omsætning af elektrisk kraft til kemisk energi illustreret som "Elektrolyse" (se figur 8.3), men det kan også ske på anden måde.

10.2 LOKALE ENERGISYSTEMER
De kan ikke deles op i en el-sektor, en varmesektor og en transportsektor, for det hele hænger sammen i en helhed, der hele tiden skal fungere på den mest energiøkonomiske måde.

I begyndelsen af 1980erne foregik en intens debat om den fremtidige indretning af det danske energisystem. Skulle vi have en centraliseret energiforsyning med store kulfyrede kraftværker eller atomkraftværker? Eller skulle energiforsyningen decentraliseres i mange lokale energisystemer, der hvert for sig med egne kraftvarmeværker skulle sørge for el- og varmeforsyningen i deres område i samspil med andre områder ved udveksling af elektrisk kraft gennem el-nettet? Energiministeriets Energiplan 1981 byggede på det centraliserede system. Den Alternative Energiplan 198362 gik ud på den decentrale løsning. Tegningerne af energisystemet, figur 10.1 og 10.2, er kunstnerisk bearbejdede udgaver af tekniske stregtegninger fra 198363, der viser et lokalt energisystems bestanddele.

Princippet i decentraliseringen er, at de lokale forvaltere af et lokalt energisystem - i en by, i et byområde i en storby eller i en samling af småbyer i et landområde - kan indrette og drive systemet, sådan at det på den bedst mulige måde tilpasses til de lokale forhold og udnytter de lokale ressourcer så effektivt som muligt. El-nettet hægter de forskellige lokale energisystemer sammen i et landsdækkende kraftsystem, der også har store fælles havvindmølleparker hægtet på (se kapitel 13, figur 13.1). Vindkraften fra de fælles møller fordeles på de lokale energisystemer, som løbende kan udveksle elektrisk kraft med hinanden.

Hvert af de lokale systemer er sammensatte systemer af den art, der er vist i figur 10.2. De kan ikke deles op i en el-sektor, en varmesektor og en transportsektor, for det hele hænger sammen i en helhed, der hele tiden skal fungere på den mest energiøkonomiske måde.

I et sådant energisystem kan man opnå en høj grad af forsyningssikkerhed samtidigt med en effektiv udnyttelse af energiressourcerne. Borgerne i et lokalområde ved, hvem de skal sætte fra bestillingen, hvis der ikke er en god grund til, at deres el- og varmepriser er højere end i naboområdet. Og der vil være et naturligt marked for handel med elektrisk kraft mellem de forskellige lokale energisystemer.

I de beregningseksempler, der er vist i kapitel 15, er landet delt op i 70 lokale energisystemer, som dækker storbyområder, provinsbyerne og landområderne.

< Drivkraft til transportmidlerIndholdsfortegnelseScenarier for den fremtidige udvikling >






 0 kommentar(er) · 607 fremvisninger

Kommentarer
Der er ikke skrevet kommentarer til denne artikel.

Deltag aktivt i debatten om artiklen Energisystemets sammensætning:

Husk mig

▲ Til toppen
Afstemning
Bør der indføres en klimaafgift på oksekød, som foreslået af Etisk Råd?

Ja

Nej

Ved ikke


Tak for støtten til driften af Klimadebat.dk.
Copyright © 2007-2016 Klimadebat.dk | Kontakt | Privatlivspolitik