11/4/2011 PHEODORA DYHR, KATJA A. BROE, VINDKRAFT I KINA BRITT G. LARSEN. SVS Eksamensprojekt Institut for Geografi og Geologi

Transkript

1 11/4/2011 PHEODORA DYHR, KATJA A. BROE, BRITT G. LARSEN VINDKRAFT I KINA SVS Eksamensprojekt Institut for Geografi og Geologi

2 INDHOLD 0. Forkortelser og oversættelser brugt i opgaven Indledning Teori Vindmøller Vindpotentiale og -kapacitet Kulstofkredsløb Materiale og metode Baggrund om Kina Energiforbrug i Kina Udregning af antal vindmøller på baggrund af vindkapacitet Udregning af forskelle i CO 2-udslip for kul- og vindkraft Resultater og diskussion Antal vindmøller og CO 2-udslip Kulkrafts-backup Utilstrækkeligt strømforsyningsnetværk Konklusion Litteratur Side 2

3 0. FORKORTELSER OG OVERSÆTTELSER BRUGT I OPGAVEN EIA Energy Information Administration EWEA European Wind Energy Association h timer HAWT Horizontal Axis Wind Turbine Kina Folkerepublikken Kina, engelsk: People s Republic of China (PRC) MWh MegaWatt hours (megawatt timer) Vindkapacitet engelsk: wind capacity factor TOE Tonnes of Oil Equivalent. 1 TOE= MWh Side 3

4 1. INDLEDNING Kina står for verdens største kulproduktion, der udgør 70 % af landets samlede energiforbrug. Men hvis man ser på tal for fremtiden, vil Kina være nødsaget til at finde nye energikilder. Nogle forudsigelser peger på, at Kina vil løbe tør for kul inden 2030, hvis de fortsætter den nuværende vækst 1. Kulkraft medfører tilmed en enorm CO 2-udledning, og Kina har derfor de sidste 10 år satset massivt på at fremme bæredygtige energikilder herunder vindkraft. Selvom vindkraft i 2006 kun udgjorde 0,4 % 2 af Kinas energiforbrug imod ca. 20 % 3 i Danmark, er vækstraten over 100 %, mens den i Danmark er omkring nul 4. Kina har et enormt vindpotentiale grundet landets store åbne arealer samt lange kystlinje. Eksperter mener at en komplet overgang til vindkraft økonomisk set er mulig 5. Der er dog flere forhindringer forbundet med dette, bl.a. et utilstrækkeligt strømforsyningsnetværk, samt det faktum at vindens ustabilitet som ressource kræver en backup af kulkraft. Vi vil derfor undersøge hvordan det er muligt at dække Kinas elektricitetsbehov med 100 % vindkraft. Undersøgelsen indebærer tre trin. Først beregnes ud fra begrebet vindkapacitet hvor mange vindmøller det er nødvendigt at opføre for at kunne dække Kinas samlede energiforbrug i 2009, udelukkende med vindkraft. Derefter foretages ud fra forskellige parametre som areal og vindkapacitet, en vurdering af i hvilke områder det vil være optimalt at opføre vindmøllerne. Til sidst vil det blive diskuteret hvorvidt det er muligt at udføre anlæggelsen af disse vindmøller, hvis faktorer som befolkningstæthed, kulkraftbackup og utilstrækkeligt netværk tages i betragtning. Derudover vil der for at forstå den miljømæssige gevinst ved en omlægning af energiproduktionen blive regnet på CO 2-besparelsen ved at erstatte det nuværende forbrug af kul med vindkraft. 1 Commodity Online (2010) 2 Venskabsforbundet Danmark-Kina (2009) 3 Energistyrelsen (2011) 4 Information (2009) 5 Ingeniøren (2009) Side 4

5 2. TEORI 2.1 VINDMØLLER Vindmøller er den primære måde at udnytte vindens energi og omdanne den til mekanisk energi. Alt efter formål kaldes de enten vindmøller, -turbiner eller generatorer. I denne rapport vil de omtales som vindmøller. Den mest anvendte type til elproduktion er de såkaldte HAWT-møller (Horizontal Axis Wind Turbine), med tre blade, der på en horisontal akse bliver drejet rundt af vinden. Denne såkaldte rotator sidder på en generator som drives af de vindskabte rotationer, og omdanner dem til energi. For at få den maksimale udnyttelse af vindkraften er det blevet undersøgt at en minimumsafstand mellem vindmøllerne på gange af rotatorens diameter er nødvendig 6. Vindparker kan derfor hurtigt komme til at optage store arealer. Den højeste kapacitet set på en vindmølle er 7,58 MW, men de mest almindelige har en kapacitet på 1,5-3 eller 5 MW. Fra en 1,5MW vindmølle udledes der 10g CO 2/KWh og 1050g CO 2/KWh fra kul VINDPOTENTIALE OG -KAPACITET I en rapport fremsat af Harvard og Tsinghua Universiteterne 8 er Kinas vindpotentiale blevet målt. Dette er blevet gjort ved at inddele landet i 3,3 km 2 -store felter og benytte meteorologiske data for 5 år, samt måling af vindmøllers output i hvert af disse felter. Således har man dannet et overblik over vindkapaciteten, altså det aktuelle energi-output for en vindmølle i det givne felt (se Figur 1). Offshore vindproduktion fremhæves som værende en af de højeste R&D-prioriteter for landets NDRC (National Development and Reform Commission). Offshore-vindproduktion er dog stadig på begynder-stadiet; første offshore-vindpark blev bygget ud for Shanghai i I denne opgave vil vi dog udelukkende beskæftige os med den teoretiske placering af onshore-vindmøller. For at kunne vurdere den mest udbytterige placering af vindmøller, bruges begrebet vindkapacitet. Formlen til at udregne vindkapacitet er 10 : (( ) ( ) ( )) Vindkapacitet er altså et udtryk for, hvor stor en andel af den maksimale (potentielle) energiproduktion der rent faktisk bliver produceret per år. På Figur 1 ses en fordeling af vindkapaciteten i Kina. Vi vil anvende kapacitetstallene fra dette kort til at udregne den optimale placering af vindmøllerne, så vindkapaciteten er ikke en vi vil udregne selv. 6 Wikipedia (2011d) 7 Wikipedia (2011b) 8 McElroy et al.(2009) 9 EWEA (2009): Wikipedia (2011a) Side 5

6 FIGUR 1: VINDKAPACITET I KINA. KILDE: MCELROY ET AL. (2009). 2.3 KULSTOFKREDSLØB Som tidligere nævnt får Kina ca. 70 % af sin energi fra kulkraft, hvilket ikke er populært blandt resten af verdens lande. Da kulkraft ikke er en hurtigt fornybar energikilde, vurderer nogle eksperter at kulreserverne vil slippe op inden år 2030 hvis den høje vækst fortsætter 11. Dette er blot ét af problemerne i forbindelse med brug af kulkraft, hvor også luftforurening og øget CO 2-udledning er blandt de negative konsekvenser. I det følgende vil der blive set nærmere på hvilket kredsløb CO 2 indgår i, samt hvad der gør at den øgede CO 2-udledningen vil få så store konsekvenser for miljøet. CO 2 i atmosfæren virker som en drivhusgas, hvilket vil sige at kuldioxidmolekylet kan absorbere langbølget varmestråling der sendes fra Jorden mod Verdensrummet. Ved stigning i CO 2 udledningen vil der foregå en øget absorption, hvilket vil medføre højere temperaturer 12. Atmosfærens kulstofindhold er et resultat af et kompliceret kredsløb (figur 2) hvor kulstof bliver udvekslet mellem atmosfæren, biosfæren, hydrosfæren og geosfæren. Inden den industrielle revolution var kulstofkredsløbet stort set i balance, men denne balance er blevet forskudt med den øgede udledning af drivhusgasser Commodity Online (2010) 12 Plejdrup et al (2009) 13 Fenger (2000) Side 6

7 FIGUR 2: KULSTOFKREDSLØBET. KILDE: TURBOWEB (2011). Biosfæren er et begreb, der bl.a. dækker over planter, dyr, muldjord samt sediment på havbunden. Den biokemiske del af kulstofkredsløbet består primært af fotosyntese og respiration. Ved fotosyntese optager planter vand fra jorden og CO 2 fra atmosfæren, der i forbindelse med sollys bliver omdannet til ilt, der frigives til atmosfæren, og simple kulhydrater, CH 2O, som planten omdanner til stivelse og cellulose, der bruges til plantens vækst. Da sollys er afgørende for at fotosyntesen kan finde sted, sker denne proces kun om dagen 14. CO 2 + H 2O (CH 2O) + O 2 Respiration er en anden vigtig proces, der kan siges at være plantens ånding og det modsatte af fotosyntesen. Ved respirationen nedbrydes organiske forbindelser i planten ved hjælp af ilt, hvorved planten får energi, og der dannes kuldioxid og vand 15. Modsat fotosyntesen foregår respiration både dag og nat. (CH 2O) + O 2 CO 2 + H 2O Ved fotosyntese forbruges der altså CO 2, mens der ved respiration dannes CO Møller et al. (2001) 15 Fenger (2000) Side 7

8 Der udveksles også CO 2 ved nedbrydning af organisk materiale. Organismer, som aflejres i iltfattige områder som f.eks. moser, binder desuden CO 2. Dette bliver først trukket ud ved tilførsel af ilt ved f.eks. afbrænding eller optøning af det organiske materiale. Kulstofkredsløbet består som tidligere nævnt af flere delkredsløb. Et af disse delkredsløb findes i hydrosfæren, der består af alt vand på jorden. Her finder en udveksling af CO 2 mellem atmosfæren og oceanerne sted. Den øgede mængde CO 2 i atmosfæren overgår til organismerne i havene, hvilket dog er en proces, der foregår over meget lang tid. Derudover optages kulstof fra atmosfæren, når der sker en forvitring af bjergarter. Disse sedimenter overgår til hydrosfæren, da de via floder føres til søer eller oceaner, hvor de aflejres. Geosfæren, der dækker over jordens indre, besidder også en stor mængde CO 2. En del af denne afgives til atmosfæren ved f.eks. vulkansk aktivitet eller fossile brændsler. Ved forbrændingen omdannes kulstoffet i brændslet til CO 2, der udledes i atmosfæren MATERIALE OG METODE 3.1 BAGGRUND OM KINA Kina er det mest folkerige land i verden med en befolkning på mennesker 17, og samtidig det fjerdestørste lande i verden med et areal på i alt km 2. Dette giver en gennemsnitlig befolkningstæthed på 139 personer per km 2, men virkelighedens tal er selvfølgelig meget mere varierede. Kina er beliggende på N (længdegrad) og E (breddegrad), men på grund af landets størrelse er der enorme forskelle i de klimatiske og topografiske forhold. Klimaet svinger fra tropisk i de sydlige egne til subarktisk i nord. Terrænet er meget varieret, præget af mange bjerge, samt store ørkenområder i vest og nordvest. Også høje plateauer, store græsstepper og floddale kan ses i det kinesiske landskab. Det højeste punkt i Kina er Mount Everest på den nepalesiske grænse (8.850 m), og det laveste findes i Turpan Pendi (-150 m), i det nordvestlige Kina ENERGIFORBRUG I KINA Kina havde i 2009 et energiforbrug på 2265 mio. TOE, som var steget fra 1107 mio. TOE i år ; altså mere end en fordobling på under 10 år. Disse tal er udgivet af EIA, og kinesiske talsmænd har udtalt at de er "upålidelige", og hævder at det egentlige forbrug er ca. 5% lavere, altså 2132 mio. TOE 20. Da vi bliver nødt til at forholde os til et af tallene, har vi valgt EIAs tal. Dette har vi valgt fordi Kina er kendt for at være forholdsvis tilbageholdende med oplysninger om deres energiproduktion, og vi vurderer at en ekstern kilde kan være mere objektiv. For at lave en udregning af hvordan energibehovet skal dækkes helt af vindkraft, tager vi udgangspunkt i tallene fra 2009, og baserer vores udregninger herpå. Da 2009-tallene er de nyeste data tilgængelige, kan der laves en mere præcis beregning, end hvis vi skulle udregne energiproduktion baseret på tal fra fremtidsscenarier. 16 Experimentarium (2011) 17 CIA (2011) 18 Ibid. 19 The Guardian (2010) 20 Huffington Post (2010) Side 8

9 Før vi begynder udregningen af antal vindmøller, er det vigtigt at pointere hvilke simplificerende forhold vi antager er til stede. Det antages at alle opførte vindmøller vil være af typen HAWT med kapaciteten 1,5 MW alle vindmøllerne vil være funktionelle 24 timer i døgnet. Dette skal vi bruge til at omregne MWh til MW og omvendt. de nye vindmøller kun vil blive opført i provinserne Indre Mongoliet og Tibet, som er de to provinser med de højeste vindkapaciteter. Forhold vi har valgt ikke at tage højde for, er følgende vindstyrke at rotatorerne kan have forskellige diametre generatorernes ydeevne Da vi i udregningen af antal vindmøller skal operere med MWh, omregner vi de 2265 mio. TOE til MWh: 1 TOE = 11,63 MWh TOE * 11,63 MWh = MWh I 2009 var der allerede opført vindmøller svarende til GWh (se Tabel 1). Dette skal trækkes fra det samlede energiforbrug MWh - ( GWh*1000) = MWh Dette er altså det energiforbrug, der skal dækkes af nye vindmøller. Windpower in the PRC Capacity (MW) Production (GWh) TABEL 1: INSTALLERET VINDKRAFT I KINA KILDE: EIA (2008). 3.3 UDREGNING AF ANTAL VINDMØLLER PÅ BAGGRUND AF VINDKAPACITET For at kunne udregne den aktuelle vindkapacitet pr. vindmølle, som skal bruges til udregning af antal vindmøller, er vi først nødt til at antage, at der er 100% vindkapacitet alle steder, og derved maksimal ydeevne fra vindmøllerne. Dertil antager vi at vindmøllerne kører 24 timer i døgnet, så vi kan omregne fra MW til MWh. Det førnævnte energiforbrug er for hele 2009, og derfor skal en 1,5 MW vindmølles totale antal producerede MWh per år regnes ud. 365 dage*24 h = 8760 h/år 8760 h * 1,5 MW = MWh /år MWh / MWh = vindmøller Nu er vindkapaciteten jo reelt set ikke på 100 % nogen steder i Kina. For at få et udbytterigt energioutput fra de nye vindmøller har vi valgt at beregne på en opførsel af vindmøller i provinserne Tibet Side 9

10 og Indre Mongoliet. Vindkapaciteten i disse provinser ligger i intervallerne %, % og %. Vi tager derfor et gennemsnit af disse kapacitetsintervaller og udregner antal vindmøller herfra. (24+27 %)/2=25,5 % (28+32 %)/2= 30 % (33+47 %)/2= 40 % (25, )/3= 31,8 % En vindmølles årlige produktion af MWh er tidligere udregnet til at været MWh/år. Dette tal var for en vindkapacitet på 100 %, og hvis vindkapaciteten kun er 31,8 % vil den årlige produktion således være MWh * 0,318 = 4178,52 MWh/år Dermed udregnes antallet af vindmøller der skal opføres i de to provinser til at være MWh / 4178,52 MWh= vindmøller Tibet er den næststørste region/provins i Kina med et areal på over 1,2 mio. km 2, og en befolkningstæthed på kun 2,2 personer per km 2. Indre Mongoliet er den tredjestørste region med et areal på ligeledes ca. 1,2 mio. km 2, og med en befolkningstæthed på 20,2 personer per km 2. Som tidligere nævnt skal der være en minimumsafstand mellem vindmøllerne på gange rotatorens diameter. En standard 1,5 MW-vindmølle fra GE af modellen XLE 21 har en rotatordiameter på 82,5 m. En minimumsafstand vil derfor skulle være 82,5m*15m = 1237,5 m afstand mellem vindmøllerne. Til denne afstand skal lægges diameteren på vindmøllens rotator, altså 82,5 m. På denne måde får vi et tal for, hvor meget hver vindmølle fylder i m 2, og dermed hvor mange vindmøller der kan opføres på et givent område. Et kvadrat rundt om en vindmølle vil altså fylde (82,5m+1237,5m)*(82,5m+1237,5m)= m 2, altså 1,7 km 2 per vindmølle Vi udregner herefter hvor meget det udregnede antal vindmøller vil fylde, hvis en vindmølle optager 1,7km 2, og det antages at det er muligt at opføre disse i et optimalt pladsbesparende netværk, hvor der ikke tages højde for befolknings- eller naturmæssige forhindringer. 1,7 km 2 per vindmølle * vindmøller = ,7 km UDREGNING AF FORSKELLE I CO2-UDSLIP FOR KUL- OG VINDKRAFT Energi produceret af kulkraft udleder mere CO 2 per MWh end energi produceret ved vindkraft. For at kunne beregne besparelsen af CO 2 mellem kulkraft og vindkraft, udregnes først den samlede CO 2- udledning fra hhv. kulkraft og vindkraft, hvor vi bruger Kinas totale energiforbrug. Der tages altså ikke højde for de vindmøller, der allerede er opført. Regnestykket baseres på at de 70 % kulkraft erstattes 21 Wikipedia (2011f) Side 10

11 af vindkraft. Det er altså ikke det totale energiforbrug, der erstattes af vindkraft, men derimod det totale kulforbrug. Vi har valgt at lave CO 2 beregningerne på Kinas energiforbrug og ikke produktion. Dette skyldes, at Kina kunne stoppe kulproduktionen, men i stedet få kul udefra og stadig efterlade et CO 2 udslip, bare i et andet land. Kinas samlede energiforbrug i 2009 var som tidligere nævnt på MWh. Da 70 % af Kinas energiforbrug stammer fra kul, udregner vi 70 % af det totale energiforbrug MWh*0,7 = MWh fra kul. CO 2-udslip fra kulkraft per MWh beregnes; 1050 g CO 2 per KWh 22 = 1,05 tons CO 2 per MWh 1,05 tons CO 2 * MWh = tons CO 2 CO 2-udslip fra vindkraft per MWh beregnes; 10g CO 2 per KWh 23 = 0,01tons CO 2 per MWh 0,01 tons CO 2 per MWh* MWh= tons CO 2. Der spares følgende i udledt CO 2: tons CO tons CO 2 = tons CO 2 ( tons CO 2 / tons CO 2) * 100 = 99,05 % Disse tal er efter vores bedste overbevisning korrekt udregnet ud fra det totale energiforbrug for 2009, men stemmer ikke overens med en kilde 24 der siger at det totale udledte tons CO 2 kun er på i Flere kilder understøtter dette tal 25, og vi vælger derfor at regne på dette i stedet for vores eget udregnede tal, og beregningerne er herfra ikke baseret på 70 % af det totale energiforbrug. Vi er klar over at det nogle gange er tilfældet indenfor naturvidenskab, at der kan forekomme uoverensstemmelser mellem tal og kilder, f.eks. på grund af forskelle i dataindsamlingsmetoder. Det nye tal kan dog stadig sagtens bruges til at demonstrere forskellen i CO 2- udledning ved en omlægning af den eksisterende kulproduktion til vindkraft. CO 2 fra kul i 2008= tons tons / 1,05 tons CO 2 per MWh = MWh Det vil sige at der udledes 5,4 mia. tons CO 2 ved produktion af 5,1 mia. MWh. Dette antal MWh ville udlede følgende mængde CO 2, hvis det var produceret med vindkraft MWh * 0,01 tons CO 2 per MWh = tons CO 2 22 Wikipedia (2011b) 23 Ibid. 24 Wikipedia (2011c) 25 Nations Encyclopedia (2010) Side 11

12 Der spares følgende i udledt CO 2: tons CO tons CO 2 = tons CO 2 ( / ) * 100 = 99,05 % Som det fremgår af de to udregnede procentuelle besparelser af CO 2-udslip, giver både vores udregning på baggrund af 2009-forbruget, og beregningen på baggrund af 2008 CO 2-udslippet den samme procentuelle besparelse. Dette vidner om, at uanset størrelsen på et lands givne CO 2-udslip, vil dette være ca. den besparelse man kan se frem til ved at omlægge kulproduktion til vindkraft. CO 2-udslippet fra generationen af energi i en vindmølle er ikke-eksisterende. At der alligevel er et ganske lavt CO 2-udslip per MWh fra vindkraft, skyldes at produktionen, transporten og opførslen af selve vindmøllen er en energikrævende proces der udleder CO Denne udledning er dog i de fleste tilfælde tjent ind inden for et år i form af den sparede udledning som den vindproducerede energi står for. 4. RESULTATER OG DISKUSSION Kinas totale energiforbrug 2009 Kinas totale energiforbrug 2009, minus oprettet vindkraft MWh MWh 1,5 MW vindmølles årlige produktion v. 100 % vindkapacitet MWh 1,5 MW vindmølles årlige produktion v. 31,8 % vindkapacitet 4.178,57 MWh Antal vindmøller til dækning af 2009-forbrug v.1,5 MW møller og 31,8 % vindkapacitet Areal optaget per 1,5 MW vindmølle 1,7 km 2 Total areal for det givne antal vindmøller ,7 km 2 Brutto areal af hele Kina km 2 Brutto areal af Tibet + Indre Mongoliet km 2 Total udledning af CO 2 fra kul i 2008 Total udledning af CO 2 fra vind i 2008 CO 2 -udslip fra kulkraft per MWh CO 2 -udslip fra vindkraft per MWh tons tons 1,05 tons 0,01 tons CO 2 -besparing i % v. omlægning af kul til vind 99,05 TABEL 2: RESULTATER 4.1 ANTAL VINDMØLLER OG CO2-UDSLIP Som det fremgår af Tabel 2, var Kinas totale energiforbrug i 2009 på 26, 3 mia. MWh. For at regne ud om dette energibehov kan dækkes af vindmøller, er det blevet udregnet hvor meget en standard 1,5 MW-vindmølle kan producere på et år, hvis den placeres i de områder af Kina, der har den største vindkapacitet. For at kunne vurdere om der er plads til det nødvendige antal vindmøller, er arealet per 26 Wikipedia (2011e) Side 12

13 vindmølle beregnet på baggrund af minimumsafstanden mellem vindmøllerne, sammen med rotatorens diameter. Derudover er den procentuelle besparelse i CO 2-udslippet, som en omlægning fra kul til vind ville medføre, blevet udregnet, for at sætte energiomlægningen ind i et samfundsmæssigt perspektiv. En besparelse på 99 % er massiv, og dette understreger hvor altafgørende en nedlægning af kulproduktion er, hvis man vil nedsætte Kinas CO 2-udslip. Samtidig vil man ved en nedlægning også undgå at energikilden slipper op. Som den centrale udregning, er vi kommet frem til hvor mange vindmøller der skulle opføres, for at dække energibehovet for Der er imidlertid flere faktorer der gør opførelsen af møllerne vanskelig. For det første viser resultaterne, at der ikke er plads i Tibet og Indre Mongoliet til at opføre de ca. 6,3 mio. vindmøller, hvis møllerne som udregnet fylder 1,7 km 2 hver. Dette pladsproblem bliver yderligere forstørret af, at vi ikke har fratrukket arealer som ikke egner sig til vindmøller pga. enten ugunstige naturforhold som bjerge eller søer, samt beboede områder. Hvis der var data tilgængelige for, hvor stort et ledigt område der i realiteten findes i de to provinser, ville problemet tydeliggøres. Hertil kommer, at selv hvis beboede områder fratrækkes, skal der medregnes en hvis distance fra de beboede områder pga. støjgener fra vindparkerne. Dette vil altså sige, at hvis vi udelukkende regner med onshore-vindmøller, skal de også placeres i andre provinser end Tibet og Indre Mongoliet. Som tidligere nævnt har disse provinser den højeste vindkapacitet i landet, og ved opførelse i regioner med lavere vindkapacitet skal antallet af vindmøller derved forstørres for at dække energibehovet. Andre faktorer, som øger antallet af vindmøller, er at vi ikke har medberegnet at vindparker sjældent vil være funktionelle 24 timer i døgnet, 365 dage om året. Vi har ligeledes ikke medregnet at der opføres vindmøller af en anden type end 1,5 MW HAWT-møllen. Rotatorens diameter er beregnet på en standardmodel fra GE XLE, og modeller fra et andet fabrikat kan have en anden diameter, og derved påvirke hvor meget hver enkelt vindmølle minimum vil fylde. Vores beregning af vindmøllens pladsoptag er ligeledes beregnet på baggrund af den absolutte minimumsafstand for maksimalt produktive vindmøller, og der ville muligvis kunne opnås bedre produktivitet ved en afstand på 20 eller 25 gange rotatorens diameter. Herved ville vindparkerne komme til at fylde endnu mere end i vores beregninger. En måde at omgå pladsproblemet på, kunne være at opføre vindmøller med en højere MW-kapacitet, som f.eks. 3 MW-vindmøller. Der vil dog ikke være tale om en fuldstændig halvering, da vindmøllerne har en større diameter og der vil derfor skulle være større afstand mellem dem. 5 MW-vindmøller er også ved at blive mere almindelige, og det kan betale sig at opføre vindmøller med en større kapacitet, da rotatorens diameter ikke bliver proportionelt større med kapaciteten. En 4 MW-mølle har f.eks. en diameter på 110m 27, og vil således fylde 3,1 km 2. Under alle omstændigheder kommer det til at være en meget pladskrævende proces at omlægge til 100 % vindenergi. 4.2 KULKRAFTS-BACKUP 27 Wikipedia (2011f) Side 13

14 Der er flere barrierer der forhindrer Kina i at kunne få dækket hele sit energiforbrug af vindkraft. En af disse er vindens ustabilitet, i og med at den ikke altid blæser. Det er et velkendt problem med vindkraft at den er svær at opbevare, og derfor bliver der i Kina bygget nye kulkraftværker i stigende takt med de nye vindparker, for at understøtte vindmøllerne. Det er et decideret krav fra regeringen at der sideløbende produceres kul nok til at kunne træde ind for vindkraften, hvis brugbare vindstyrker udebliver 28. Man vil derfor være nødt til at finde bedre opbevaringsmetoder af vindenergien, for at muliggøre en overgang til vindkraft som ikke indebærer sideløbende kulproduktion. Hvis opbevaringen kunne mestres, ville den væsentligste undskyldning for fortsat kulproduktion blive elimineret, fordi vindenergien ville kunne tappes fra lagre, når vinden ikke blæser. 4.3 UTILSTRÆKKELIGT STRØMFORSYNINGSNETVÆRK Det er ikke kun antallet af opførte vindmøller, der bestemmer de fremtidige muligheder for fornybar energi i form af vindkraft. Det er ofte ikke muligt at udnytte energien fra vindkraft optimalt, fordi strømforsyningsnetværket ikke udvikles tilsvarende. Tal fra China Power Union viser at kun 72 % af Kinas samlede vindkraft var tilsluttet nettet i , hvilket bevidner at selvom der opføres flere vindmøller, vil den fulde kapacitet ikke blive udnyttet. Der er flere grunde til den dårlige transmission og udnyttelse af energi. En af grundende hertil er problematikken omkring hvem der skal investere i udbygningen af netværkerne. Derudover er det et stort ønske blandt mange lokale regeringer og energiselskaber at fremstå miljøbevidste, hvilket betyder at der opføres vindmøller uden hensyntagen til vindressourcernes størrelse, arealanvendelsen i området eller kvaliteten af forsyningsnetværkerne 30. Energiselskaberne er meget ivrige efter at opstille vindmøller, og så snart der findes et sted med gode vindressourcer, optages pladsen for at sikre brugsretten i forbindelse med den fremtidige udvikling. Derudover har det også betydning at områder med de største vindpotentialer er de fattigste områder med lav befolkningstæthed og dårligt netværk. De dårlige netværk gør det svært at transportere vindenergien fra landområder hvor det produceres til byområder hvor det skal forbruges 31. I de to provinser Tibet og Indre Mongoliet er der meget lav befolkningstæthed, og disse provinser er blandt de områder i landet der har det dårligste forsyningsnetværk, samtidig med at de har landets bedste vindkapacitet. Dette er et eksempel på, hvor store udfordringer Kina står over for, for at få forsynet landet med ren vindenergi. The development of wind power depends on the status of the local economy and the grid capacity. Incoastal areas where the economy is well developed but there is a shortage of energy, wind power should be rapidly expanded. In western China, rich in wind resources, windpower should be promoted by increasing the grid capacity Wall Street Journal (2009) 29 Energy Tribune (2009) 30 Ibid. 31 Ibid. 32 Li et al. (2007) Side 14

15 For at forbedre forsyningsnettet har Kina planer om at der i 2020 skal være oprettet et nyt netværk, der kan forudsige potentielle energibelastninger, og som derved kan justere behovet for energiproduktion. Dette er langsigtede planer, hvilket betyder at vindmølleparker først vil fungere optimalt efter 2020, hvor det nye netværk tidligst vil være implementeret. Indtil da vil den øgede energiproduktion fra vindmøller skabe tilsvarende større energispild KONKLUSION På baggrund af vores resultater vurderer vi at det ikke er muligt at dække hele 2009-energiforbruget med onshore-vindkraft, da Kinas totale areal er på ca.9 mio. km 2, og det udregnede antal vindmøller vil fylde over 10 mio. km 2. Dertil er der en masse faktorer vi ikke har medregnet, som sandsynligvis vil øge det nødvendige antal vindmøller betydeligt heriblandt naturforhold, vindkapacitet, beboelse, og uregelmæssige vindforhold. Dermed har vi et areal af fremtidige vindparker, som er større end Kinas totale landareal. Selv hvis det antages at alle gunstige forhold er til stede, og at der opføres mere effektive møller som f.eks. 3 MW, hvilket vil mindske antallet km 2 som vindparkerne vil fylde, vil vindmøllerne komme til at fylde mere end halvdelen af Kinas samlede landareal. Hvis byer, bjerge og andre ugunstige områder til anlæggelse af vindmøller fratrækkes landets samlede areal, er det resterende areal ikke stort nok til at huse selv de mest højeffektive vindmøller på markedet. Udregningen af den procentuelle besparelse i CO 2, understreger vigtigheden af en overgang til fornybar energi, hvis CO 2-udslippet skal mindskes. For at dække Kinas totale energibehov med vindkraft skal der derfor satses massivt på offshorevindmøller, og kun opføres de mest højproduktive vindmøller. Derudover er det altafgørende at landets strømforsyningsnetværk forbedres, samt at metoder til effektiv opbevaring af vindenergi udvikles, hvis en komplet overgang til vindkraft skal være mulig. 33 Asia Times (2009) Side 15

16 LITTERATUR Asia Times (2009): China's wind power has faulty connection, Tilgået d via CIA (2011): The World Factbook China. Sidst redigeret Tilgået d via Commodity Online (2010): China may run out of coal in 21 years Tilgået d via DMI (2008): Kulstoffets Kredsløb, Tilgået d via Energistyrelsen (2011): Klima- og Energiguiden - Vindenergi. Tilgået d via EIA (2008). International Energy Statistics. Tilgået d via 4&eyid=2008&unit=MK Energy Tribune (2009): Great Leap Forward for China s Wind Energy, Tilgået via EWEA (2009): Oceans of Opportunity; Harnessing Europe s largest domestic energy resource. Tilgået d via 9.pdf Experimentarium (2011): Climate Minds. Sidst redigeret Tilgået d via Fenger (2000): CO 2 Hvorfra, hvorfor og hvor meget? Miljø- og Energiministeriet, Danmark Miljøundersøgelser. GLG Research (2011): Definition Coal Scrubber. Sidst redigeret Tilgået d via Li Junfeng, Gao Hu, Shi Pengfei, Shi Jingli, Ma Lingjuan, Qin Haiyan, Song Yanqin (2007): China wind power report. China Environmental Science Press, Beijing. Tilgået d via The Guardian (2010): China vs. US Energy Consumption, Tilgået d via Huffington Post (2010). China Energy Consumption Surpasses US, Now Highest In The World, Tilgået d via Side 16

17 Information (2009): En Kinesisk Vindmølle i Timen, Tilgået d via Ingeniøren (2009): Vindmøller kan dække hele Kinas elforbrug, Tilgået d via McElroy, M.B., Xi Lu, Nielsen, C.P., Yuxuan Wang (2009): Potential for Wind-Generated Electricity in China i Science vol.325: DOI: /science Møller, Ian Max og Bykova, Natalia V.(2001): Plantens Små Kraftværker i Risø Nyt. Tilgået via /rispubl/risnyt/risnytpdf/riso pdf Nations Encyclopedia (2010): CO 2 from the consumption of coal carbon dioxide emissions coal energy information administration country comparison. Sidst redigeret Tilgået d via Plejdrup, M. (ed.) et al. (2009): Drivhusgasser - kilder, opgørelsesmetoder og internationale forpligtelser. Danmarks Miljøundersøgelser. Turboweb (2011): billede. Tilgået d via Venskabsforbundet Danmark-Kina (2009): Kina Satser på Vinden. Efteråret 2009 i Kina-Danmark nr.89. Tilgået via Wall Street Journal (2009): China s wind farms come with a catch: coal plants. Tilgået d via Wikipedia (2011a): Capacity Factor. Sidst redigeret Tilgået d via Wikipedia (2011b): Comparison of Life Cycles. Sidst redigeret Tilgået d via Wikipedia (2011c): List of countries by carbon dioxide emissions. Sidst redigeret Tilgået d via Wikipedia (2011d): Wind Turbine. Sidst redigeret Tilgået d via Wikipedia (2011e): Environmental Impact of wind power. Sidst redigeret d Tilgået via Wikipedia (2011f): GE Wind Energy. Sidst redigeret Tilgået d via Side 17

18 Side 18