Koordinering er afgørende for at få et nyt grønt, lønsomt og sikkert energisystem

Interview

Klimamål og ønsker om uafhængighed er drivende for omstillingen til vedvarende energiformer, og det sætter nye krav til vores energisystem.

Vind, herunder offshore vind er fundamentet i udbygningen af energiforsyningen, fastslår professor i energiplanlægning Brian Vad Mathiesen, som også er formand for CIP Fondens advisory board på projektet om fremtidens brintinfrastruktur.

Han peger samtidig på, at energiproduktion og aftagermarked skal vokse parallelt. Og så skal vi turde fejle, for på en række områder er vi i ukendt farvand

Brian Vad Mathiesen har talt sig varm og fortæller, hvorfor lige netop energisystemet blev hans forskningsområde.

Der er en masse grænseflader. Du skal kende til teknikker og den teknologiske udvikling. Du skal have et indblik i den innovation, der sker, og så er der både samfundsøkonomiske og virksomhedsøkonomiske forhold, som er helt afgørende, siger han.

Som professor i energiplanlægning på Aalborg Universitet toppede han listen, da mediedatabasen Infomedia for nylig trak tal på hvilke akademiske eksperter, der oftest bliver citeret i danske medier. Brian Vad Mathiesen er samtidig formand for CIP Fondens advisory board på energiområdet.

Begge poster giver god mening, når man taler med ham. For hans dybe og detaljerede viden er matchet med en enestående evne til at forklare og formidle den komplekse energiplanlægning. De mange finesser og detaljer er til at forstå i Brian Vad Mathiesens udlægning – og vel at mærke uden at alt for mange nuancer bliver tabt.

Sjældent har der været så stort behov for energiplanlægning som nu.

Vi skal omstille energisystemerne til vedvarende energikilder. Vi skal elektrificere transport, varmesystemer og store dele af industrien. Og vi skal også bruge vedvarende

energi til at producere grønne elektrofuels til fly og skibsfart. Samtidig er der et potentielt kæmpemarked for dansk produktion af brint og afledte produkter, som er afgørende for, at Europa kan gøre sig fri af russisk gas.

Når vedvarende energi skal producere den energi, vi skal bruge til at producere brændsler til skibe og fly, bliver behovet for el to til tre gange så højt som i dag. De store lavvandede områder og nærheden til energikrævende industri i Tyskland, Holland og Belgien gør det samtidig attraktivt at producere brint fra vindmøllestrøm i Nordsøen, siger Brian Vad Mathiesen.

Udbygningen skal ske parallelt

Det kræver koordinering. Både for at sikre de nødvendige investeringer, og hvis vi skal undgå bobler med overinvestering og energianlæg, som placeres på forkerte steder eller bygges på forkerte tidspunkter. Etableringen af ny elproduktionen, produktionskapaciteten på elektrolyseanlæg til at lave brint skal følges i takt med at aftagermarkedet for brintprodukter modnes.

Vi kan regulere med eksempelvis iblandingskrav, så skibe og fly skal bruge en vis mængde grønne brændstoffer. Men hvis udbygningen af produktionskapaciteten, havmølleparkerne, sker hurtigere end der er etableret elektrolyseanlæg eller hurtigere end markedet for PtX vokser, så bliver investeringerne i produktionskapacitet mindre lønsomme, påpeger Brian Vad Mathiesen.

Han har set ind i det aktuelle forbrug, og de planer, der ligger. Og der er begrænsninger på hvor hurtigt vi kan udbygge produktionskapaciteten, hvis vi skal undgå skævheder i systemer.

Vores spidsforbrug af el i dag er fem gigawatt. Det skal holdes op imod planer om 23 gigawatt havvind og 20 gigawatt sol. Al produktion over 20 gigawatt i 2030 er der ikke indenlandske aftagere til, og kommer vi over 10 gigawatt, skal vi have skabt rammer, så de private aktører selv tager ansvar for, at der også bliver udbygget produktionsanlæg og et aftagermarked for PtX, siger Brian Vad Mathiesen.

Han slår samtidig fast, at udbygningen af energisystemet ikke handler om vind kontra sol kontra biobrændsler. Vi får behov for det hele. Men det vil være vind – og især offshorevind – som bliver det fundament i energisystemet, som kommer til at bestemme tempoet i udbygningen af de andre energiformer.

Hvis vi skal udbygge til at dække vores elforbrug, og samtidig producere de store mængder brint, der er lagt op til, kan det kun ske med vind. Vindenergi er den eneste energiform, som på vores breddegrader kan løfte den opgave. Men derfor kan vi stadig have solcelleparker, der vil kunne dække 20-25 procent af det samlede forbrug. På den måde kan kapaciteten med sol udbygges i takt med at vi udbygger kapaciteten med vind. Og de to energiformer komplementerer hinanden fint, fastslår Brian Vad Mathiesen.

Fortsat behov for kraftværker

Men vind og sol kan ikke gøre det alene. Der vil stadig være behov for termiske kraftværker, der kan køre, når vinden ikke blæser. De vil kunne drives på biogas og biomasse. I stedet for at køre 60-70 procent af tiden, vil de skulle køre 15-25 procent af tiden. I den sammenhæng er det vigtigt at huske, at prisen på strøm primært følger prisen på brændsler, mens anlægsinvesteringen kun har marginal betydning, pointerer Brian Vad Mathiesen.

Med de termiske værker vil en del af energiforsyningen til fjernvarmenettet være på plads. I de tæt bebyggede område, vil der stadig være god fornuft i fjernvarme. Nok kan fjernvarmen ikke drives alene på overskudsvarme fra elproduktion som tidligere, men der er stadig perspektiv i fjernvarme.

Der er masser af kilder til fjernvarme. Vi kommer til at udbygge med geotermi, der er overskudsvarme fra datacentre og med store varmepumper får vi el ind i fjernvarmesystemet, siger Brian Vad Mathiesen. Men derudover er der et kolossalt potentiale allerede i den eksisterende industri. En overskudsvarme vi indtil videre lader gå til spilde.

Han ærgrer sig over de mange misforståelser, han ofte møder i energidebatten. Energi er ikke en råvare, som frit kan flyttes. Kabler og rør er dyre at anlægge, ligesom der er ganske store ‘vekselgebyrer’ i kraft af transmissionstab, når den ene energiform skal omsættes til en anden.

Det er dyrt, at lave el-kabler. Så dyrt, at man ikke bare kan lave et søkabel fra Norge til Danmark og trække på norsk vandkraft på de vindstille dage. Og nok kan vi oplade batterier, så vores biler kan køre på dem, men batterier er ikke et egnede til at gemme strøm over længere tid. Her dumper batterier, uanset om man måler i økonomi eller energieffektivitet.

Vi har en række energiformer, som er gode til lagre energi, men typisk til et bestemt formål. Vi kan lagre varmt vand til fjernvarme, men det kan ikke omsættes til el. Og når vi skal lave brint til brændsler, får vi i tilgift et nyt lager i ammoniak eller methanol. Hvis vi bruger brint på de vindstille dage, bliver det rigtigt dyrt, fordi tabene fra el til el er alt for store. Brint eller PtX er i virkeligheden andetvalget for alle de områder, som ikke kan elektrificeres direkte. Der er et betydeligt energitab allerede i PtX-produktionen, siger Brian Vad Mathiesen.

Digitalisering er ikke vidundermiddel

Nok kan den ene energiform ikke veksles til en anden energiform uden gebyr, men det er absolut ikke et forsvar for silotænkning, understreger han. Brian Vad Mathiesen er generelt enig med de mange aktører, som peger på gevinster i sektorkobling. Det kan være at udnytte varmen i spildevand eller overskudsvarme fra produktion. Det er små lavthængende frugter, som på ingen måde i sig selv løser behovet for udbygningen og omlægningen af hele vores energisystem. Men et langt bedre samspil giver en række gevinster, som vi skal høste.

Den grønne omstilling bliver særdeles dyr, hvis vi ikke formår at se på tværs af energiarterne, her er der oplagt en række ting, vi skal se på, siger Brian Vad Mathiesen.

På samme måde vil digitaliseringen bidrage til et mere effektivt energisystem. Men vi kan ikke digitalisere os til morgendagens energisystem. Vi kan drive anlæggene effektivt, og gennem digitalisering kan vi få øget viden, som kan understøtte, at vi placerer og dimensionerer fremtidens energianlæg bedst.

Digitaliseringen er et vigtigt redskab, men det er lige netop et redskab og altså ikke løsningen. Vi kommer ikke udenom store fysiske infrastrukturinvesteringer, eksempelvis at vi undersøger at etablere nogle meget store energianlæg ude på Nordsøen, siger Brian Vad Mathiesen.

Nye typer atomkraft er fugle på taget

Professoren fra Aalborg Universitet tilhører den generation, der ikke per automatik sætter argumentationen i gang som var det et nummer på en cd, når ordet atomkraft bliver nævnt. Igen er tilgangen analytisk og forklaringen pædagogisk.

Vi skal skelne mellem tre typer atomkraft, slår Brian Vad Mathiesen fast. Der er de eksisterende værker, som er i drift. Der er muligheden for at bygge nye værker med den kendte eksisterende teknologi. Og så er den værker med ny teknologi.

Når det gælder de eksisterende værker, kan der sagtens være fornuft i at lave levetidsforlængelser, hvis de marginale omkostninger ikke overstiger udgiften til at bygge ny vedvarende energi.

Men når atomkraft bliver foreslået som grebet til at slippe ud af afhængigheden af russisk gas, holder argumentationen ikke.

I de lande, der i forvejen har atomkraft, er den gennemsnitlige byggetid på omkring 15 år, og du skal lægge en planlægning- og godkendelsesfase på fem til otte år til. Det er muligt man kan få det ned på samlet 12-15 år, efterhånden som vi igen får erfaringer med atomkraft i Europa og USA, men det er meget lang tid sammenlignet med vind, så det er ikke en kortsigtet løsning. Og med de nuværende priser koster atomkraft i 2030 det tredobbelte af vind, siger Brian Vad Mathiesen.

Indimellem er en række nye teknologier bragt i spil. Det er reaktorer med salt og thorium. Men selv om disse teknologier får en del omtale, er det fugle på taget, påpeger han.

Lige nu er det prototyper, og man er ret langt fra at kunne levere det, vi kan med offshore vind. Hvis man skal derhen, vil det kræve driftserfaringer i langt større skala end hidtil, og der vil helt sikkert også være dyrebare læringer undervejs. Det er helt fair at satse på også at høste de læringer. Jeg byder sikker og billig atomkraft velkommen, hvis det kommer. Men jeg har søgt i den internationale litteratur, og der er intet som peger på, at de nye typer af atomkraft bliver billigere end konventionel atomkraft, siger forskeren.

Når man med de nye atomkraft-teknologier taler om små modulære reaktorer bliver han skeptisk. For man vil stadig skulle drive turbiner, der kan lave strøm. Og her er erfaringen entydigt, at små anlæg vil være langt dyrere. Igen må man sige, at vi skal have nogle flere erfaringer med et sæt demonstrationsanlæg, siger Brian Vad Mathiesen.

Energiplanlægning handler om mere end klima

Tænker man innovation og erhvervsudvikling med ind i ligningen, bliver der smidt ekstra vægtlodder i den skål, der allerede er tynget ned af argumenter.

Mens atomkraft er en teknologi, der i høj grad er udviklet uden for Danmarks grænser, er perspektiverne langt større i energiøer og brintøer med vindmøller, hvor vi på en række områder har stærk dansk teknologi.

Strategisk energiplanlægning bør altid være langt mere end klimahensyn og forsyningssikkerhed, understreger Brian Vad Mathiesen.

Når vi tænker energisystemer har vi altid set på klima, miljø, samfundsøkonomi, jobskabelse og betalingsbalance. Det er alt sammen elementer, hvor energisystemet har afgørende betydning. Her skal man huske, at vores eksport af energiteknologi overstiger værdien af eksport af olie og naturgas, da det var på sit højeste, siger han.

Og her er der perspektiver i at udbygge med offshore vind.

Det er min klare forventning, at hvis vi er first mover på eksempelvis elektrofuels, så vil vi få en værdifuld viden om at designe og drive disse anlæg. Vi vil have viden om værdikæden, omkostningsstrukturen og risici, så vi kan blive dem, der kommer til at bygge og drive og måske eje nogle af anlæggene ude i verden, uddyber Brian Vad Mathiesen.

Vi skal turde fejle

Der er en én ting, som regering og folketing skal være parat til at acceptere i den epokegørende forandring af vores energisystem, som vi kun har taget de første skridt til, fastslår Brian Vad Mathiesen. Han siger det kort med et enkelt ord:

Fejl.

Vi kan sagtens få udbygget de lokale fjernvarmenet, få elbilerne ud at køre og for den sags skyld også få elektrificeret industrien og udbygge med flere biogasnet. Men når du taler om CO2-fangst og udbygningen af energiøer og storskala PtX på Nordsøen, er vi på en helt anden måde i uopdaget farvand, når vi skal op i skala. Ikke kun teknologisk, men også omkring hele spørgsmålet om hvordan vi får skabt et marked og får de rigtige rammebetingelser. Det skal vi gøre mens virksomheder og brancheorganisationer lobbyer for lige præcis deres løsninger, så der kommer masser af input, der kan skubbe til kursen, siger Brian Vad Mathiesen.

Vi kan ikke undgå alvorlige fejl, og vi kan ikke forudsige, hvor de kommer. Men det er ikke argument for ikke at gå i gang med den meget voldsomme forandring af vores energisystem, der er nødvendig, tilføjer han.