Inspiration SKRIV UD

Sektorkobling kan blive en afgørende teknologi for, at vi når fremtidens fossilfrie energisystem

af: Cecilie Holm Arentoft, 30-01-2020
Sektorkobling, som også kaldes PtX, kan gøre det muligt at lave alverdens brændstoffer ved hjælp af grøn strøm fra vindmøller, luft og vand. En simpel opskrift, der kan transformere vores energisystem radikalt. Fotokredit: Colourbox.

Fremtidens klimavenlige samfund ser markant anderledes ud, end det samfund vi kender i dag. To af de største udfordringer i at nå dertil handler om langdistancetransport og lagring af vedvarende energi.

Løsningen på begge udfordringer kan meget vel være at lave strøm om til brændstof eller gas ved hjælp af en stribe teknologier, der går under samlebetegnelsen Power-to-X. Men hvad er Power-to-X overhovedet? Og hvilket potentiale har det?

PtX, Power-to-X, sektorkobling, elektrogas, elektrofuels, digitalt energisystem … kært barn mange navne. Og PtX kan vise sig at være et rigtig kært barn: Det kan nemlig gå hen og blive en afgørende teknologi, hvis vi i 2030 skal nå vores mål om 70 procent reduktion af CO2.

For som det kan læses i Energiforum Danmarks artikel, Sol, land- og havvind får Danmark til at bugne med grøn energi om 10 år, så er vi, trods titlens positive budskab, langt fra at kunne nå 2030-målet.

For at opfylde målet om en 70% reduktion i 2030, mangler vi at reducere udledningen med 29,4 millioner tons i forhold til den udledning af CO2 der var i 2017, viser en rapport fra UNEP DTU Partnership.

Med de allerede besluttede tiltag når vi en del. Men under fravær af nye tiltag mangler vi stadig 17 millioner tons CO2-ækvivalenter (Energistyrelsens Basisfremskrivning, 2019).

Der skal altså mere til for at nå de satte mål, og her er en hurtig omstilling til et fremtidigt grønt og bæredygtigt energisystem nødvendig.

Nøglen for at lykkes med det er gennem øget energieffektivitet og undgå spild samt sikre, at den energi, vi bruger, produceres bæredygtigt.

Det kan PtX i den grad hjælpe os med. Ifølge en ny analyse fra DTU kan PtX spare os for 22 millioner tons CO2 over de næste 0-10 eller 0-25 år. Årrækken afhænger blandt andet af, hvor meget der vil blive investeret i at implementere og udvikle teknologien.

PtX har altså et kæmpe potentiale. Men hvilke muligheder er det, PtX bringer til vores energisystem? Og hvis det er så genialt, hvorfor fylder det så ikke meget mere i Energistyrelsen basisfremskrivning fra 2019?  

Fra siloer til sammenhæng

PtX gør det muligt intelligent at integrere og koble de forskellige sektorer i energisystemet sammen.

De forskellige energibærere i energisystemet 1) el-nettet, 2) gasnettet, 3) fjernvarmenettet og 4) fjernkølenettet er traditionelt blevet set hver for sig. Men med PtX kan de forskellige energibærere konverteres om til hinanden sådan, at energisystemet bliver mere sammenhængende.

De fire energibærere skal derfor ikke længere ses som fire isolerede siloer. I stedet kan man koble de forskellige sektorer og udnytte deres respektive styrker til at give den fleksibilitet, der er nødvendig i et energisystem, hvor andelen af grøn energi bliver større.

Det, at strømmen fra for eksempel vindmøller kan konverteres om til andre former for energi i energisystemet, forklarer samlebetegnelsen Power-to-X, eller bare PtX. Her står X’et for de forskellige energiformer, man kan konvertere strømmen om til.

Dette forklarer, hvorfor PtX også kaldes for sektorkobling. Og det er især den øgede fleksibilitet, som sektorkobling giver, der er værd at bide mærke i. Det er den, der kommer til at muliggøre en fuldstændig energitransformation af vores samfund.

Den kemiske forklaring på PtX

Men hvordan kan det lade sig gøre at lave strøm om til gas? Og til benzin? Det lyder umiddelbart som noget, der er for godt til at være sandt.

Forklaringen på, hvordan strøm kan konverteres, er kemisk. Og den kemi, som PtX bygger på, er endda relativt grundlæggende uden alt for meget hurlumhej, som kun garvede kemikere ville kunne forstå. Men det gør det ikke mindre vildt.

Man kan nemlig, teknisk set, lave helt almindeligt flybrændstof, diesel, skibsbrændstof og sågar almindelig benzin ud af strøm, vand og luft. Mere skal der ikke til.

Og det er ikke en ufærdig teknologi, der mangler en masse udvikling, og først er klar om mange år. Det hele kan i princippet lade sig gøre nu.  

For at forstå hvordan, er det værd at vide, at de fossile brændstoffer, vi i dag bruger til transport, består af kulbrinter. Kulbrinter er blot kulstof (Carbon, C) og brint (Hydrogen, H) kædet sammen på forskellige måder.

I dag får vi vores brændstoffer ved at raffinere råolie, som naturligt består af kulstof og brint. Men med PtX er det muligt at fremstille kulbrinter CO2-neutralt. Man kan nemlig få fat på brint og kulstof på andre måder end gennem råolie.

Brint kan man få gennem elektrolyse, der bruger grøn strøm til at spalte vand til ilt og brint. Og kulstoffet kan man suge direkte ud af luften med maskiner, der filtrerer luften for kuldioxid (CO2), og spalter den til kulstof og ilt.

Læs ”Kan det redde os fra klimakrisen? Forskere på DTU vil hive CO2 ud af atmosfæren – og udnytte den” her 

At hive CO2 ud af luften er dog stadigvæk ret dyrt. Alternativt kan man hente sit kulstof i biomasse, for eksempel halm eller madaffald. Det er noget billigere og mindre energikrævende.

Så langt, så godt. Nu har vi både kulstof og brint til rådighed. Efter en masse lidt mere snørklede kemiske processer har man – alt efter behov – klimaneutral benzin, diesel, flybrændstof eller skibsolie. Hvad der før var vand, ilt og strøm, kan nu hældes direkte ned i tanken på vores eksisterende transportmidler.

Transportsektoren får tiltrængt, grønt skub

Dette vil indlysende nok kunne transformere den tunge ende af transportsektoren.

Transportsektoren er ellers kendt for at være notorisk svær at omstille til det fossilfrie samfund. Det kommer sig af, at en stor del af transportsektoren har et behov for energi, der hverken vejer eller fylder ret meget i forhold til, hvor meget energi det indeholder.

Hverken lastbiler, containerskibe eller fly ser ud til i den nærmeste fremtid at kunne bruge batterier, fordi de ofte skal tilbagelægge store afstande i ét stræk. Til det energibehov bliver batterier simpelthen for store og tunge.

Og det problem løser PtX altså ved at fremstille de CO2-neutrale, flydende brændstoffer fra strøm, ilt og vand.

PtX giver et hav af muligheder

Men udover at give et grønt skub til transportsektoren, så stopper mulighederne med PtX ikke her.

Den øgede fleksibilitet, som PtX giver os, løser nemlig også en af de allerstørste udfordringer, vi har med at skabe et energisystem, hvor vedvarende energi fuldkommen erstatter fossile energikilder:

Der er ikke sammenhæng mellem udbud og efterspørgsel.

For nogle gange producerer vindmøller og solceller for lidt strøm i forhold til behovet, og så må vores kraftværker træde til.

Andre gange er der en overproduktion af grøn strøm i forhold til behovet. Så bliver vores energinet overmættet med strøm, hvilket har den konsekvens at producenterne skal betale penge, for at få lov til at levere strøm til nettet. Det kan føre til, at de må koble nogle af vindmøllerne fra, og på den måde går deres energi til spilde.

Jo større en andel af energien, som kommer fra vedvarende, men ustabile energikilder, desto større behov har vi for mere fleksibilitet i vores energisystem.

Manglen på fleksibilitet er med til at forklare, hvorfor Danmarks samlede energiforbrug den dag i dag stadig kommer fra to tredjedele fossile brændsler.

Men sådan behøver det ikke at være længere. Ikke med de nye former for lagringsmuligheder, som PtX har i baghånden.

Lagringen gennem PtX er mulig, fordi teknologien også kan bruges til at lave metan, hvilket er hovedbestanddelen i naturgas.

Metan er også en kulbrinte, hvor fire brintatomer er koblet sammen med et kulstof. Det syntetisk fremstillede metan kan man pumpe ned i det eksisterende naturgasnet. Denne CO2-frie gas kan man brænde af og få energi fra igen, når der mangler sol og vind.

Lagringsmulighederne med syntetisk fremstillet metan er så stærke, at PtX ikke alene vil gøre det muligt at gemme strømmen fra et blæsevejr til næste aften, når der er vindstille. Det kan nutidens batterier også godt klare. Med PtX til gas vil det også være muligt at gemme energien i månedsvis. Her må batterier overgive sig og hejse det hvide flag i vejret.

Med måneders lagring af vindenergi klar til brug, kan vi gøre os fri fra de fossile kraftværker, som i dag fungerer som en uundværlig nødløsning, når det ikke blæser.

Men kan det betale sig?

PtX giver altså en stribe af spændende, nye muligheder. Det er derfor fuldt ud forståeligt, at alle lige fra rød blok til blå blok og grønne NGO’er til Dansk Industri jubler over PtX.

PtX, eller sektorkobling om man vil, er blevet et buzzword, som er blevet mange aktørers svar på, hvordan vi skal nå vores målsætning om et fossiltfrit Danmark i 2050.

Men det afgørende punkt er selvfølgelig, om anvendelsen af teknologien kan betale sig.

Som det er nu, er både brint og brændstoffer fremstillet med PtX-teknologi alt, alt for dyre til at kunne konkurrere direkte med brint og brændstoffer lavet af naturgas og olie.

Det er ikke nødvendigvis fordi naturgas og olie i sig selv er billige løsninger. De fossile brændsler bliver støttet i så vid udstrækning, at stort set alle andre mulige løsninger bliver set som relativt dyre.

En opgørelse fra Den Internationale Valutafond viser, at den fossile infrastruktur på verdensplan modtager 5,2 billioner dollars i statsstøtte om året. Det er svært at hamle op imod.

Alligevel er Energinet optimistiske på PtX’s muligheder for implementering i stor skala i den nære fremtid. Energinet administrerer Danmarks el- og gasnet, og har tidligere lavet en analyse, hvor PtX ville blive set som rentabelt engang i 2035.

Trods de ringe konkurrencevilkår og den dyre pris, har Energinet dog i en ny analyse fundet frem til, at der måske ikke behøver at gå mere end fem til ti år.

Teknologisk udvikling og investeringer baner vejen frem for PtX

Energinet er blevet mere optimistiske, fordi vi i disse år ser, at PtX-teknologien konstant bliver billigere og billigere at anvende. Det er især det dyreste led i hele PtX-kæden – elektrolysen – der falder i pris.  

Elektrolysen effektiviseres konstant fordi en stribe store, europæiske energiselskaber for tiden investerer i meget store anlæg til at lave grøn brint.

Desuden har vi med vores fokus på den grønne omstilling et voksende marked for grønne brændstoffer. Vi ser blandt andet også, at sol og vind hele tiden bliver billigere at producere.

Så hvem ved – måske kan vi i den meget nærme fremtid tage på charterferie med fly, der flyver på CO2-fri, flydende flybrændstof? Og en vindstille, mørk vinteraften kan vi måske få dækket vores energibehov i vores hjem med CO2-fri metan? Det ville være fantastisk.

 

Del:
Tilbage til liste

Følg Energiforum Danmark på de sociale medier

Facebooklink LinkedInlink YouTube


Annonce:
Uddannelser og kurser
 

Se komplet oversigt over kurser og uddannelser

Få nyheder på e-mail og sms!

Bliv medlem!

Vil du også være medlem af Danmarks stærkeste energifaglige netværk? Se vores forskellige medlemstyper her, og meld dig ind med det samme.