Desertec forventer at kunne levere en stor del af strømmen til mellemøsten og Nordafrika og 15% af EU s samlede energiforbrug i 2050.

Transkript

1 6. november 2009 J.nr. Ref. FMA + JEW Side 1/6 Sol i Sahara potentialer. Indledning Fra forskelligt hold forventes det, at energi fra solen i fremtiden vil kunne komme til at spille en væsentlig rolle - ikke mindst globalt men også i en europæisk sammenhæng. Flere store spillere er derfor også begyndt at se på, hvordan solenergien kan udnyttes i fremtiden. I europæisk sammenhæng er fokus især rettet mod udnyttelsen af solen i Sahara, som har dobbelt så stor solindstråling som gennemsnitligt i Europa. Der er derfor forventning om, at solenergi fra Sahara på meget langt sigt vil kunne dække store andele, og formentlig sammen med vindenergi, bioenergi og vandkraft vil kunne dække 100% af Europas electricitetsforbrug. Notatet er baseret på kilder der bl.a. har en interesse i at fremme brugen af sol i Sahara, da Energistyrelsen ikke ligger inde med oplysninger om brugen af sol i Sahara. Den tyske forbundsregering har i flere sammenhænge udtalt sig positivt om perspektiverne for udnyttelse af solenergi og at solenergiforsyning kan være en del af et fremtidigt energimiks i EU. 1 Baggrund Et konsortium (Desertec) af primært tyske virksomheder, er gået sammen om at sammenkoble en kæde af soldrevne kraftværker i Saharas ørken med det formål at producere el til Europa. En række tyske virksomheder, herunder bl.a. Siemens, ABB, MAN Solar Millenium, Deutsche Bank og RWE og E.ON støtter op om projektet, herunder også den tyske regering. Det er planen, at Desertec skal kombineres med VE projekter i EU så energi udveksles. Desertec forventer at kunne levere en stor del af strømmen til mellemøsten og Nordafrika og 15% af EU s samlede energiforbrug i De følgende tal og undersøgelser er bl.a.baseret på oplysninger fra henholdsvis Desertec og IEA (International Energy Agency). Desertec undersøgelsen tager udgangspunkt i opstilling af CSP (Concentrated Solar Power) i Sahara. Derimod tager IEA undersøgelsen udgangspunkt i opstilling af solceller. Selvom undersøgelserne kommer frem til forskellige potentialer for el baseret på sol, viser undersøgelserne, at potentialet for produktion af el fra sol i ørkener er stor. En undersøgelse fra Desertec viser, at energien fra den mængde sol der falder på 1 km 2 i en gennemsnitlig ørken svarer til 2,2 TWh om året. Varme ørkener dækker ca. 36 mio. km 2 af 1 Se bl.a. pressemeddelese fra den tyske forbundsregering: Se bundeskansler Angela Merkels tale til det tyske Atomforum:

2 jordens overflade, hvilket svarer til, at ørkener kan producere op til ca. 80 mio. TWh el om året. Det svarer til ca. 750 gange verdens samlede energiforbrug i Et studie foretaget af IEA under deres Photovoltaic Power System Programme viser, at der kan etableres meget store anlæg (VLS-PV = Very Large Scale Photovoltaic Power generation systems ) i ørkener med en kapacitet fra 10 MW til op til flere GW, bestående af én enhed eller flere forbundne enheder. 3 I studiet vises, at hvis 50% af jordens ørkenareal udnyttes, ville den totale elproduktion svare til 17 gange verdens totale energi forsyning i 2002 ( TWh). Tallet er hypotetisk, men indikerer hvor store potentialerne er. Kilde: Desertec CSP (Concentrated Solar Power) koncentreret solenergi. CSP producerer elektricitet ved at konvertere koncentreret sol energi til damp, som derefter konverteres til elektricitet som i et konventionelt kraftværk. Der findes en række allerede afprøvede teknologier som kan producere el på denne måde. 4 Parabolsk trug (Parabolic Trough): Spejlrefleks som samler solens stråler i trugets centrale del. Her løber en flydende syntetisk olie i rør, som opvarmes til ca. 400 grader, og som derefter producerer damp, der driver en turbine. Opstilling af hundrede vis af spejle der koncentrerer sollyset i en central enhed med temperaturer på mellem 400 og 1000 grader celcius. 2 Desertec: (side 19) 3 IEA-PVPS Energy from the desert. 4 Oversigt findes bl.a. på: Side 2/6

3 Sol tårne (Power Towers): Her koncentrerer store spejle solens lys som opvarmer et centralt tårn, som opsamler varmen. Varmen opvarmer vand der driver en turbine. Parabolic dish: En modtager sidder centralt i spejlet som varmer en væske eller gas op til 750 grader. Væsken/gassen driver en turbine eller Stirling motor som producerer el En række anlæg er allerede taget i drift eller ved at blive taget i drift bl.a. 5 : Nevada One i USA i Kapacitet på 64 MW PS 10 i Spanien. Kapacitet 11 MW Andasol 1 i Spanien. Kapacitet 50 MW. Testfase startede i 2008 og den forventes operationel i Ibersol Puertollano i Spanien. Kapacitet 50 MW. Testfase startede i 2008 og den forventes operationel i Spanien er ved at planlægge Andasol 2 med en kapacitet på 50 MW. I Plan de Energias Renovables en España (PER) forudses en samlet kapacitet på 500 MW. Projekter med en samlet kapacitet på MW er foreløbigt registreret. I USA er planlagt mere end MW CSP. Den producerede varme kan lagres i store beholdere, hvor varmen kan bruges til at producere el i perioder hvor solen ikke skinner. Der kan typisk lagres op til 5 timers fuld produktion uden sollys. Produktionsomkostningerne i et CSP anlæg vurderes af Desertec til at være mellem 0,14 0,18 /kwh i eksisterende anlæg, mellem 0,08 0,12 /kwh hvis der var installeret MW i verden og 0,04 0,06 /kwh hvis der var installeret 100 GW CSP i hele verden. 6 VLS-PV (Very Large Scale Photovoltaic power generation Systems) store solcelleanlæg. VLS-PV handler om at opstille store solcelleanlæg I ørkenen. Der er allerede opstillet solcelleanlæg i Spanien og Tyskland på 10 MW. Et VLS-PV anlæg på 1 GW vil ca. optage 10 km 2 land, og som det fremgår ovenfor, er der rigeligt med ørkenareal i verden at bruge af. Det er derfor opfattelsen, at den største udfordring består i at overbevise regeringer, energiselskaber og finansielle institutioner om mulighederne i VLS-PV. 7 IEA fremhæver i sin rapport at CSP indtil videre har flere fordele i forhold til solcelleanlæg: CSP er en mere moden teknologi især parabolic trough. CSP er billigere end PV 5 Renewable Energy Snapshots Institute for Energy, European Commission 6 I prisreduktionen forudsættes en stigende læringskurve. Anlæg forventes at have en levetid på ca. 25 år og profit (rate of return) på 6,5 % om året. Desertec, Whitebook side IEA. Energy from the desert executive summary, Side 3/6

4 CSP kan lettere tilsluttes elnettet fordi man ikke skal konvertere fra jævnstrøm til vekselstrøm ( dette er dog ikke et problem når man skal transportere strømmen over store afstande, hvor man bruger jævnstrøm) Det er dog opfattelsen i IEA s rapport at PV på sigt kan udkonkurrere CSP. Produktionsomkostningerne i et VLS-PV anlæg på 1 GW og med et 100 km transmissions kabel vurderes af IEA til at ligge mellem 0,18 0,22 $ per kwh ved en pris på 4 $ per watt (W) PV modul. Hvis modul prisen reduceres til 1 $ per W, vurderes det at prisen reduceres til 0,0 0,11 $ per kwh. 8 Sol i Sahara Ifølge Desertecs oplysninger, ville verdens energibehov kunne blive dækket ved placere CSP på et område der svarer til km 2 ( km). Det svarer til den store røde firkant på kortet nedenfor. Ifølge Desertec svarer det til at placere CSP på et areal der omfatter 1% af verdens ørkenareal. EU25s energibehov ville kunne dækkes ved at placere CSP på et areal på km 2 ( km). MENA, der omfatter mellemøsten og Nordafrika, kan dækkes af CSP med et areal der svarer til km 2. Desertec projektet beskriver et potentiale på op til 20 % af EU s el-forbrug dækket af CSP i MENA. Kilde: Desertec 8 Ved en rente på 3% og afskrivning over 30 år. Forventet levetid på anlæg er 30 år. Energy from the desert 2009 side 12. Side 4/6

5 The southwestern United States, Northern Africa and interior Australia have the world's strongest direct normal radiation suitable for concentrating solar power Source: NASA Problemer udfordringer. Teknologien og Økonomien i CSP-anlæg er endnu ikke fuldt belyst, men erfaringer fra pilotanlæg tyder på at CSP i mange sammenhænge ( høj solindstråling) vil kunne konkurrere med solcelleanlæg, dog udviser solcellernes prisfald siden begyndelsen af 2009 en markant bedre konkurrenceevne. Indtil videre er det uafklaret om solceller ( PV) eller solkraft ( CSP) vil være mest økonomisk. For begge teknologiers vedkommende forventes det at sol-el i løbet af nogle årtier i Europa vil være mere konkurrencedygtig. 9 Transmissionsnet: En af de store udfordringer er at transportere elektriciteten uden store tab. Siemens mener dog at have løst problemet, ved at have udviklet et højspændings-jævnstrøms kabel (HDVC High Voltage Direct Current) som kan transportere elektricitet over store afstande med et meget lille tab. Det påstås, at transmissionstabet er ca. 3% pr km og ligeledes med meget lille AC/DC konverteringstab 10. Foreløbige redegørelser tyder på, at energitabet fra Sahara til de yderste egne af Europa vil være mindre end 10%, hvilket er relativt beskedent i relation til de meget store bruttoenergiressourcer der solenergimæssigt findes i Sahara. Afhængigheden af sol fra Sahara: At placere store solanlæg i lande som kan være politisk ustabile stiller os overfor de samme problemer, som afhængigheden af olie fra bl.a. Mellemøsten. Et hovedelkabel til Europa vil f.eks. være særdeles sårbart, også mht. terrorisme. Under alle omstændigheder gør det os ikke uafhængige af energi ude fra. 9 Kom bl.a. frem på EU kommissionens konference om SET-planen afholdt i Stokholm den oktober SET- planen er EU-kommisisonens Strategic Energy Technology Plan som har til formål at fremme omkostningseffektive low carbon teknologier. 10 Desertec UK. Side 5/6

6 Ressourceproblematikken: Nogle kommentatorer har påpeget, at det vil være forbundet med store udfordringer at opstille CSP på arealer af den størrelsesorden som der lægges op til. Ikke mindst kan trækket på råstoffer give problemer bl.a. cement til fundamenter, jern, silicion etc. betyde, at der trækkes ressourcer væk fra andre vigtige aktiviteter. Side 6/6