Man hører ofte udsagnet: ja, det ville være rart med mere vedvarende energi, men den simple kendsgerning er, at dette kun er muligt på det meget lange sigt - på kort til mellemlangt sigt vil vi være nødt til at basere os på kul, olie og naturgas.
Dette er også i store træk beskeden fra (det meget konservative) Internationale Energiagentur (IEA). De ser visse muligheder i vedvarende energi frem til 2040, men af de ikke-fossile løsninger er det for dem kun atomenergi, der virkelig kan flytte noget.
Men der er faktisk kommet nogle meget gode nyheder om vind- og - især - solenergi på det seneste.
Hvad der måske er bedst kendt er, at vindenergi nu mange steder er den billigste måde at producere energi på, selv under hensyntagen til omkostningerne der kommer af, at den ikke er konstant (det blæser som bekendt ikke altid). Den dårlige nyhed er, at dette er i dag kun er tilfældet for landbaserede vindmøller, og modstanden mod opførelsen af flere vindmøller på land er som bekendt voksende. I Nordeuropa satses der derfor nu på havbaserede vindmøller, men de er dyrere at bygge - en ekstraomkostninger der kun delvist opvejes af, at det blæser mere ude på havet. Men selv de havbaserede møller er nu på vej ned i pris, hvilket gør dem mere rentable (det seneste udbud i Danmark, det førende land inden for vindenergi, resulterede i en pris på 0,103 euro pr. kilowatt-time(kWh), og det forventes, at prisen fremover fortsat vil falde).
Den anden mindre bemærkede nyhed er, at prisen på solpaneler er faldet dramatisk. Prisen pr. watt har været konstant faldende (bortset fra en kortvarig stigning 2000-2008 på grund af mangel på råmaterialet polysilicium):
Prisen er nu nede på 0,5 til 0,7 USD per watt og er stadig faldende. Da jeg installerede mit eget 4,2 kW solcelleanlæg i 2012 var prisen på 1,40 USD per watt - nu kan man importere solpaneler direkte fra Kina på tæt ved 0,5 USD per watt. I øjeblikket er det inverterne (omformerne) og andet udstyr og materialer, der sammen med installationsomkostningerne udgør den vigtigste del af prisen for små decentrale systemer. Mit eget system kostede mig omkring 3,30 USD per watt, alt inkluderet, men ifølge nogle skøn var den samlede pris på omkring 2,10 USD per watt i Tyskland i 2013 (men af en eller anden grund mere end 4 USD i USA). For større systemer (solkraftværker)er omkostningerne meget lavere.
Så vi kan spekulere over, hvad disse dramatisk fald i prisen vil betyde, især på de mere solrige steder i verden (det sydlige Europa, det sydlige Kina, det sydlige USA, Latinamerika, Australien, Indien, osv). Et af de omstridte spørgsmål er afregningsprisen for overskudsstrømmen –altså den pris, som elselskabet betaler, når der er overskudsproduktion. I mange udviklingslande eksisterer denne afregningspris ikke, og i mange udviklede lande er den under kritik - hvem skal betale for elnettet og den reservekapacitet, som der nødvendigvis må være (da solen jo som bekendt ikke skinner hele tiden)? Vil de rige forlade elnettet, og lade de fattige betale omkostningen ved at opertholde det?
Med hensyn til reservekapacitet, så er en oplagt mulighed at øge kapaciteten i elnettet, så det kan kombinere de mange forskellige energikilder (vind, sol, vand, termisk), således at udsvingene i et vist omfang kan udligne hinanden (blandt andet ved at lade vandkraftværkernes produktion variere). Det har man med held gjort i Nordeuropa, fx Skandinavien. Men der vil selvfølgelig stadig være udgifter forbundet med at opretholde en reservekapacitet.
En anden mulighed er at øge kapaciteten til at lagre energi. Dette har indtil nu været uøkonomisk, men nye muligheder er ved at blive undersøgt, og der sker interessante ting på området. De traditionelle kandidater er: batterier, pumpning af vand op i resservoirer, trykluft og nu på eksperimentel basis, svinghjul og ”molten salt”. Alle har ulemper, og de fleste er relativt dyre.
Batterierne har traditionelt været blybatterier, men de er relativt dyre og har en begrænset levetid (de bedste - og dyreste – kan klare op til 5.000 op- og afladninger/”ladecyklusser”). Lithium-ion batterier, som vi bruger i mobiltelefoner og andre gadgets, er endnu dyrere og har en endnu mere begrænset levetid (typisk 700-1.000 cyklusser).
På det seneste er nye, lovende teknologier dukket op, blandt disse er de såkaldte flow-batterier (gennemstrøms-batterier). De er relativt enkle og består af to tanke med elektrolytter og en pumpe som pumper elektrolytten gennem en membran. De skulle i princippet have en uendelig levetid. De er relativt tunge og pladskrævende, men til anvendelse som stationær oplagring er det ikke noget vigtigt hensyn. Ulempen er, at det rå-materiale som de mest almindelige elektrolyter er lavet af, er relativt dyrt (vanadium). Den gode nyhed er, at batterierne allerede nu er ved at blive installeret, omend kun som pilotprojekter, og at de er enten allerede – eller i nær fremtid – kan købes på markedet. Elon Musk, manden bag Tesla-elbilen, har annonceret, at Tesla i år i samarbejde med Solar City vil tilbyde en konkurrencedygtige batteriløsning for decentrale solanlæg, tilsyneladende baseret på lithium-ion-batterier, men det lyder ikke meget sandsynligt, at det kan gøres til en rimelig pris. Under alle omstændigheder er det godt, at der foregår en masse på området.
Kombinationen af billige solpaneler og batterier til overkommelige priser er potentielt en meget attraktiv løsning - i hvert fald i de solrige dele af verden. Det er meget vanskeligt at få pålidelige data om, hvad disse forskellige batterier rent faktisk koster at lave, bortset fra de traditionelle blybatterier. Prisen på de lithium-ion-pakker, som lige nu bliver installeret i elbilerne, er ikke offentligt tilgængelig, men det er for nylig blevet annonceret, at Nissan vil sælge en 21 kWh udskiftningspakke til deres Leaf elbil for omkring 5.000 euro, hvilket betyder, at prisen nu skulle være under 250 Euro pr kWh. Nogle af de nye flow-batteriproducenter hævder, at deres batterier vil koste mindre end 250 USD pr kWh, med mindst 20 års levetid, og at de vil kunne tåle en afladning ned til omkring 20% af kapaciteten uden at tage skade (til sammenligning, så koster et dyb-cyklus blybatteri omkring 250 USD pr. kWh, men for at få 10 års levetid, så kan man kun bruge 30% af kapacitet - ellers vil det ikke vare mere end 3-4 år - så den reelle pris pr. anvendelig kWh er tre gange det, eller omkring 750 USD pr. kWh).
Det siges ofte, at knækpunktet for batteriteknologien for elbiler ligger ved 100 USD pr. kWh. For solenergi er antallet af ladecyklusser imidlertid mere afgørende. For at have en levetid på 20 år skal et batteri være i stand til at levere mere end 7.000 cyklusser. Det hævdes flow-batterierne at kunne. Lithium-ion batterierne er med 700-1,000 cyklusser stadig langt fra dette mål, medmindre man kun aflader dem maksimalt 30% - i dette tilfælde bør de være i stand til at levere 4.000 cyklusser, men så bliver prisen pr. brugbar kWh også meget høj.
Hvis nu et stationært batteri til en pris på 250 USD per kWh og med en levetid på 20 år kommer på markedet i nær fremtid, så vil udgifterne til oplagring af overskudstrømmen kunne komme ned på omkring 0,05 USD pr. kWh. Hvis dertil lægges, at omkostningerne pr. kWh fra et solcelleanlæg på solrige steder i øjeblikket er omkring 0,07 USD per kWh (og faldende), så vil et decentralt solcelleanlæg med batterioplagring indenfor de næste par år kunne producere konstant strøm for omkring 0,12 USD, baseret på eksisterende teknologi. Det har udløst spekulationer om en muligt "flugt fra elnettet", hvor mere velstående forstadsfamilier på solrige steder som Californien eller Australien vil foretrække at gå helt af elnettet. Som tingene ser ud nu, er det imidlertid mere rentabelt for disse familier kun at tage en del af deres forbrug væk fra elnettet, og iøvrigt at fortsætte med at være tilsluttet. Hvad der bedst kan betale sig afhænger af, hvordan elselskaberne og myndighederne vælger at reagere på denne trussel mod bæredygtigheden af elnettet (og rentabiliteten af elselskaberne): højere faste afgifter, skatter på solsystemer, tvangstilslutning?). Det bliver en interessant udvikling at følge.
For at læse den næste artikel i denne serie, klik her: Er vi ved et vendepunkt for fossile brændstoffer (3)?
