lördag 7 mars 2009

Realistisk vindkraft?

Många personer tycks tro att vindkraften kan byggas ut problemfritt hur mycket som helst. Detta är dock inte fallet. Den primära orsaken till detta är att elkraft är en färskprodukt. Medan både kol, olja, bio, vatten kraft kan lagras innan den produceras så är de ej möjligt med sol eller vindkraft. Kärnkraft är ett special fall som producerar el efter planering.

Först för att förstå problemet kan vi titta på hur elkraften förbrukas i Sverige.

Grafen är av en speciell typ. Jag har med en "normal" vardag från varje enskild månad. I December, Januari och Februari är de tydligt att värmeförbrukningen är hög. Vad som med är tydligt är att värmen främst bränns på natten. Hushålls elen bränns främst på eftermiddagen, medan industrielen bränns främst på förmiddagen. Den elintensiva industrin kör i princip dygnet runt utom när elpriset är extremt högt.

Hur gör vi elen då?

Som synes står vatten och kärnkraft för merparten av elproduktionen. Vi bränner dock ganska mycket reservkraft (läs fossilkraft), detta trots att vi har några perioder mitt i nätterna med kraftöverskott. Denna kraften exporterar vi normalt sett till Norge som har mer vattenkraft än Sverige, varvid vi åter importerar den vid brist. Ser ganska bedrövligt ut är min åsikt, men vad händer om vi ökar vindkraften, säg 20 falt.

Jag ökar instalerad vindkraft från ,79GW till 15,8 vilket är mer än både instalerad vattenkraft eller kärnkraft.

Så vi har installerat mer vindkraft än va vi har kärnkraft eller vattenkraft i dagsläget, trots det måste vi fortfarande bränna fossilkraft. Detta är tvärt emot vad många vindkraftsförespråkare hävdar, att vi helt enkelt kan reglera med vattenkraften. Problemet är att vi redan idag reglerar vattenkraften nära nog max vad de går.
Dock får vi betydligt mer elkraft över, kan vi inte exportera den till Norge och importera den senare som tidigare fall?
Nej, Norge har nämligen med begränsad kapacitet.
Men elpriset borde sjunka?
Det är sant att elpriset går ner under vissa perioder, men vad som händer är att elpriset blir fullständigt oförutsägbart. Under oväntade perioder blir elpriset tvärt om mycket högt.

Som lite extra salt i såren så driver elcertifikaten upp priset på reservkraft. Detta är utöver de bidrag som vindkraft får i andra former vilket inte är med i priset.

Men om inte vindkraft går, så kanske de går om man kombinerar solkraft och vindkraft eftersom de komplementerar varandra, blåser det inte, så är de soligt.... eller?

Låt oss säga en instalerad effekt på 10GW solkraft och 10GW vindkraft, detta ger ungefär samma maxeffekt för sol och vind som för vattenkraft och kärnkraft i dagsläget.

Solkraften gör att kraften hamnar mer på dagen, där den behövs mer. Men i stället är fluktuationerna så enorma att vattenkraften inte har en chans att reglera. Både Vindkraft och solkraft fluktuera kraftigt. Dock syns en tydlig fördel med solkraft, den fluktuerar åt rätt håll på en dygns basis. Vad händer om man kör motsvarande mängd installerad effekt, men bara solkraft?

Solkraften hjälper vattenkraften att reglera, men nu har vi i stället ett kraftunderskott på vintern, medan den soligaste timmen på i juni driver solkraften hela landet och lika mycket till. Detta laddar upp vattenkraft magasinen, problemet är att de redan är fulla. Detta innebär att vattenkraften inte kan utnyttjas lika effektivt. I slutändan innebär det att vattenkraften bara kan tillverka 50TWh/år i stället för normala 65.

Låt oss experimentera lite, ta bort kärnkraften och ersätt den med sol och vind. Jag ersätter de 9,4GW kärnkraft med 47GW sol och 47GW vindkraft, det är 10GÅNGER så hög installerad effekt.

Resultatet är formligen en katastrof. Inte nog att ca 70TWh/år från kärnkraften, vattenkraften reduceras dessutom till 47TWh/år och reservkraften ökar till 8,7TWh/år. Det behövs alltså MER kol och olja med den här konfigurationen än vad vi använder idag! Detta trots att vi har 10 DUBBLAT den installerade effekten. Det går förvisso att avhjälpa de här genom att öka den installerade effekten vattenkraft, detta är dock enormt dyrt då detta även innebär att vi behöver dra nya kraftkablar från Norrland.

Att köra på vind och sol är uppenbarligen en total återvändsgränd. Ju mer man tillför ju värre blir situationen. Om de blir värre med mer sol och vind, va händer då med mer kärnkraft?

Bara med en ökning av kärnkraften motsvarande 1/50 av den tidigare vind&sol ökningen reducerar behovet av reservkraft än mer. Det ger en mer förutsägbar krafttillförsel vilket ger många fördelar. Det gör kraftöverskott men ett par peekar med kraftunderskott. Dessa peekar beror dock troligen på att jag helt enkelt inte optimerat om perioderna som kärnkraften är avständ på. Med större del kärnkraft behöver den stängas av under en bredare fördelad intervall över sommaren. Detta skulle reducera behovet av reservkraft i Juni och minska exportbehovet i april och maj samt augusti. Med denna konfiguration generar sverige dessutom kraftöverskott.

Hoppas att ingen efter att läst de här kommer med påståenden som att vattenkraften kan reglera vind och solkraft, det kan den nämligen inte. Och inte heller med påståenden som att vind och solkraft kompeleterar varandra, det gör dem uppenbarligen inte.

Fortsättning följer.....

4 kommentarer:

  1. Snälla! Ge oss en förklaring på hur du har utfört de här beräkningarna. Ge oss lite källhänvisningar till var du har fått dina uppgifter ifrån. Förklara lite tydligare och lite mer ingående vad dina figurer egentligen föreställer. Förklara VARFÖR det är så som du påstår att det är.

    Detta inlägg kan snarast liknas vid att du har fått uppgiften att bevisa Pythagoras sats och ditt bevis är att "så är det, för det har jag skrivit på min blogg".

    SvaraRadera
  2. Europa är långt och brett, allt som behövs är en elmarknad som inte bara bygger på kohandel och stängsel som idag.

    Det är alltid soligt nånstans samtidigt som det är skymning nån annan och blåser det inte i Brlin så gör det i Oslo. Oavsett vad för slags energi man använder är detta en sanning, man slår inte av vare sig kärnkraftverk eller oljebrännare bara för att det finns nog med ström, möjligen drar man ner på effekten. Denna relativt lilla kraftbalansering går lika bra att göra med helt direktverkande elgenerering, allt som krävs är större nät.

    Självfallet kräver detta även att varje producent har en viss överproduktion vid peak, men det är ändå hur kärnproducerat opererar idag, fast för vinst främst och inte balansering.

    SvaraRadera
  3. Det hela är iterativ matte, dvs en simulering. Ingen vidare konstig data in, vanliga kapaciteten och effekten på alla krafttyper i Sverige idag. Förstår inte riktigt hur du menar att jag ska redovisa ett par 100 000 ekvationen för varje enskild graf.

    Detta är ett fall av antagligen förstår du hur jag har gjort simuleringen, och inser då hur vida de är rätt eller fel, annars förstår du inte, och i de fallet så är jag rädd att de helt enkelt inte går att förklara. Vad gör du när du går till läkaren och säger att t.ex. har knäckt revbenet och att du inte har cancer? Kräver du honom på en källa då? Eller att han ska bevisa de på ett sätt som du förstår?

    Nej i vissa fall måste man helt enkelt bara acceptera. Naturligtvis får du ifråga sätta. Om du ställer en knepig fråga, eller ifrågasätter några av minna påstående eller hur grafen kan ha tänkts sig blivit på de sättet.

    Om det är något du undrar över eller något specifikt du ifrågasätter så svarar jag gärna på det, men jag tänker inte publicera alla beräkningar, speciellt inte eftersom det helt enkelt är orimligt.

    Anonym:
    Det är ca 100mil från Oslo till Berlin. Dessutom är överföringskapaciteten begränsad. Det betyder dels stora förluster, och dels en max kapacitet.
    Det är dessutom inte produktionsvariationerna som är de stora problemet, utan snarare konsumtions variationerna. Om man har ett tillräckligt stort område blir mycket riktigt produktionen (precis som man ser) ganska jämn, problemet är att konsumtionen inte är i närheten av lika jämn.

    Problemet vi har här är att solkraften generellt är för dålig på vintern, medan vindkraften är för dålig på dagen. På sommaren producerar båda kraftslagen för mycket, medan på vintern producerar båda kraftslagen för lite. Detta går inte att jämna ut, de har med geografi att göra och inte väder. Faktum är att vädret förändringar har mycket liten inverkan. Däremot ger den relativt högre molnigheten på hösten (se SMHI:s molndatabas) betydligt högre effekt. Detta har inget med lokalt väder att göra, utan med hela regionen. På hösten blir de helt enkelt molnigare i hela nord Europa. Desamma gäller med vindväxlingar.

    "man slår inte av vare sig kärnkraftverk eller oljebrännare bara för att det finns nog med ström, möjligen drar man ner på effekte"

    Det påståendet är direkt felaktigt. Olja är mycket dyrt att köra med, därför kör man bara med det vid höga elpriser, dvs elbrist. Kärnkraft slås förvisso inte av vid överskott, däremot är de så att eftersom man kan förutspå elförbrukningen flera månader i förväg så kan man optimera dammfyllnadsgraden i vattenkraft dammarna på ett sätt att vattenkraften hela tiden ger optimal effekt. Faktum är att de svenska kärnkraftverken är konstruerade på så sätt att de i praktiken knappt går att köra på något annat än full effekt.

    Man kan hålla på och argumentera för de hur mycket som helst, men faktum kvarstår, de finns inte en chans att man kan reglera vind och solkraft till så stor utsträckning att de kan kompenseras av vattenkraft, det går helt enkelt inte. Du får gärna bevisa motsatsen om du kan.

    SvaraRadera
  4. Din slutsats är alltså att ju mer vindkraftverk vi bygger desto fler kolkraftverk behövs...
    Du vill visst hemskt gärna "bevisa" att kärnkraft är ett måste.

    SvaraRadera