Energilagring

Även om jag personligen anser att klimatpolitiken är ett hot mot dagens och morgondagens människor medan en koldioxidberikning av atmosfären enbart kommer att visa sig vara till gagn för livet på jorden, så verkar det som om det är en livsfientlig energipolitik som vi kommer att få leva med ett antal år framöver.

Det innebär att vi väl får hoppas att det ändå ska komma ut något gott av alla försök att minska beroendet av fossila bränslen.

Det som gör de fossila bränslena så värdefulla är att de tillsammans med syre från atmosfären kan frigöra stora mängder energi. Det kan i det sammanhanget vara värt att notera att vid förbränning av exampelvis ett kg metan så används 4 kg syre, och om vi antar att motorbränsle kan ses som CH2, så går det åt nästan 3,5 kg syre per kg bränsle. Eftersom vi får ut kanske 12 kWh ur ett kilo motorbränsle så blir det tillsammans med syret ungefär 4,5 kg för 12 kWh eller lite mer än 3 kWh per kg ingående materia.

Alla vet att det i princip finns en enkel lösning på världens energiproblem och det är att på ett eller annat sätt använda kärnenergi, men eftersom det finns alltför starka krafter som motsätter sig utveckling och användning av kärnenergi så kommer jag i detta inlägg att bortse ifrån den möjligheten.

Andra möjligheter är att utnyttja flödande vatten, antingen i floder eller möjligen i havsströmmar, vilket kan ge en pålitlig jämn produktion av främst elenergi. Skall den energin vara riktigt pålitlig behövs det dock dammar som kan ge upphov till stora miljöproblem. Speciellt floderna är dessutom till stor del redan utnyttjade.

Det klimataktivisterna främst hoppas på är därför sol- och vindenergi, varvid solenergin kanske fungerar bäst på lägre latituder, medan vinden blåser överallt men kanske främst över hav och slätter. Det besvärliga med sol och vind är dock att de beror av något så opålitligt som vädret, vilket gör att de inte alltid fungerar när de skulle behövas som mest.

förutsättningen för att använda de förnybara energiformerna baseras därför på en dröm om att kunna lagra stora mängder energi. Även om mekanisk energi är praktisk eftersom energiförlusterna vid exempelvis elproduktion är små, så är energitätheten låg. Idealet är därför att lagra den som kemisk energi. Det de flesta då tänker på är då olika former av batterier.

Bekymret med batterier är att energitätheten är låg, så att om det ska lagras stora mängder så blir de tunga. Om vi tänker oss att ett vindkraftverk med en effekt av 2 MW är igång 6 timmar per dygn och därför ger 12 MWh på ett dygn och dessa skall avges kontinuerligt med konstant effekt så måste det kunna lagra 9 MWh, eller 9000 kWh vilket med dagens batteriteknik, där de bästa batterierna tycks ha en energitäthet om 200 Wh per kilo, skulle kräva ett batteri på 45 ton.

En teknik som redan finns är att genom elektrolys av vatten producera vätgas vilket möjligen kan bli en viktig del av morgondagens energisystem. Bekymret är dock att vätgas är svårt att förvara på ett säkert sätt, bland annat för att den lätt tränger in i metaller vilket också gör det svårt att skicka den i dagens rörledningar för naturgas. Man har försökt att utnyttja den förmågan till att lagra vätet i metaller som metallhydrider – vilket dock innebär att det är metallen som väger mest. Jag känner inte till att det gjorts försök att syntetiskt tillverka metan, vilket jag skulle tro vore det optimala sättet att lagra överskottsel.

Det jag egentligen vill ha sagt är att reversibla kemiska processer för att ”lagra el” förmodligen alltid kommer att ha en relativt låg energitäthet, medan processer där syre frigörs så att energin ”återfås genom oxidation med luftens syre” förmodligen kan bli mycket effektivare. Det kräver dock att den oxid som skall reduceras inte är någon bristvara. Huvudkandidaterna borde därför vara vatten och koldioxid. Kanske blir det helt enkelt kolpulver som blir morgondagens energibärare.

Kommentarer

Kommentera längst ner på sidan.

  1. Mats G

    Jag hörde något om em ny teknik i batterifråga med bra kapacitet. kunde laddas på ett kick och var beständigt.

    Någon kommentera här att de inte skulle vilja vara nära när ett sådant batteri laddades. Det var mycket el som transfererade på kort tid tydligen.

    Det jag försöker säga är att batterifrågan handlar bara om en tidsfråga tills någon kommer med något fiffigt för behovet just nu är stort med ett vettigt batteri.

    Jag läste en artikel om en forskare som hade lyckas fånga ljus. Kanske det blir något sådant. Nåt som revolutionerar batterimarknaden är att vänta. det är lite spännande faktiskt.

  2. Martin Norbäck Olivers

    Varför metan? Även om man komprimerar den (typ CNG) så krävs det ju dels en tank som klarar av trycket och dels så är energidensiteten bara ungefär en fjärdedel av bensin/diesel/olja vilket gör att det dessutom krävs en fyra gånger så stor tank.

    Om vi talar en oxid som definitivt inte är någon bristvara så är väl kiseloxid en het kandidat. Här är en gammal artikel om detta: http://web.archive.org/web/20090327030002/http://www.dbresearch.com/PROD/DBR_INTERNET_EN-PROD/PROD0000000000079095.pdf

  3. Om man beaktar förlusterna vi energilagring så blir bilden mörk.
    En elektrisk ackumulators verkningsgrad vid laddning + urladdning är cirka:
    Li-jon: 0,8-0,9
    Bly-syra: 0.5-0.9
    Ni-metallhydrid: 0.7
    Till detta har vi överföringsförluster. Antag att ett vindkraftverk skall ladda en ackumulator. Först måste strömmen transformeras till lämplig spänning (verkningsgrad 0,95) därefter skall den likriktas (verkningsgrad 0,98) för att kunna ladda ackumulatorn.

    När man skall ta ut energin får man förluster när likström skall bli växelström och transformeras till lämplig spänning. Totalt fås för laddning och urladdning (vi antar Li-jon: 0,85):
    Totalverkningsgrad: 0,95*0,98*0,85*0,98*0,95 = 0,74
    Om vi vill få ut 9000kWh så måste vi lagra 9000/0,74= 12162kWh. Det är nu man ser hur dumt det är med vindkraft.

    Tänk nu tanken att vi vill ladda en el-bil med den lagrade energin. Då får vi förluster i nätet (verkningsgrad ca 0,93) och förluster vid laddning av bilens ackumulator:
    Totalverkningsgrad: 0,74*0,93*0,95*0,98*0,85 = 0,54
    När vi skall köra så har vi förluster i motor och drivlina (anta verkningsgraden 0,9). Då får vi: 0,54*0,9=0,49
    På vintern behöver man defrosta vindruta, mm, och värma upp kupén. Men det kan man göra genom att bränna bensin/diesel/fotogen i en konventionell kupévärmare.

  4. Björn

    Jag tycker inte ens att vi skall tänka tanken på att lagra energi. Även om det hydrologiska systemet medför stora mängder nederbörd så skapar upplagring av vatten i konstgjorda fördämningar risker och onödig påverkan på flöden. Att utnyttja vinden och därmed hissa upp generatorerna i luften är primitivt. Vi skall i stället med kärnteknik skapa energi. Tekniken finns och är ständigt under utveckling. Hur länge till skall miljöpartister och liknande tillåtas att fortsätta med sin desinformation om kärnteknikens möjligheter och nödvändighet? Vi kan inte förse megastäder med energi från intermittenta källor, därför måste framtida energiproduktion ovillkorligen bygga på någon form av kärnteknik, vilken är den enda rationella och stabila framtida formen av energiproduktion.

  5. pekke

    Mats G.
    Batteri med ” Grafen ” är nog vad du pratar om.

    http://nextbigfuture.com/2016/03/spanish-company-graphenano-claims.html
    Läs kommentarerna under artikeln.

    En som är skeptisk.
    http://phoneia.com/graphenano-too-good-to-be-true/

    Så vitt jag vet så har ingen sett ett fungerande batteri eller prototyp med de egenskaper som står i ovanstående länkar.

    Troligtvis ” mycke snack å lite verksta ” från företaget i fråga.

  6. pekke

    Björn #3
    Svenska dammar har inte bara syftet att skapa energi, de reglerar även flödena för att undvika översvämningar.

    Tror inte de nedströms Vänern skulle bli så glada om allt vatten i Vänerns upptagsområde skulle få fritt utlopp i Göta Älv, det är enorma mängder som varje vår rinner till från både Norska och Svenska fjällvärlden.

  7. Claes Lindskog

    #1

    Vi bör kanske vänta tills batterierna finns innan vi bedömer dem. 1970 skulle böjliga TV-skärmar kunna tillverkas som metervara med tryckeriteknik till en låg kostnad. “Bara något år” återstod tills de skulle finnas på marknaden. Har någon sett dessa?
    Ett batteri med högre kapacitet hjälper ju räckviddsproblemet men fortfarande löser inte detta problemet med tiden för snabbladdning oavsett hur snabbt batteriet kan laddas. Teslas batteri kräver 75A för en halvtimmes laddtid. En kortare laddtid ger en ännu högre strömstyrka. Skall alla ha elbilar måste elnätet således dimensioneras för dessa höga strömmar vilket är mycket kostsamt. Detta åskådliggörs t.ex. av att dagens årskostnad för en (1st) 80A trefasanslutning ligger på ca 60 000 kr.

  8. Lennart Bengtsson

    George Olah föreslog för flera år sedan att metanol är en tänkbar lösning och möjlig energibärare. Metanol kan framställas av luftens koldioxid och vätgas från exempelvis kärnkraft eller förnybar energi. Detta skulle i princip innebära en “antropogen” version av fotosyntesen. Dessutom kan vi framställa metanol från eget skogsavfall och på så sätt bli självförsörjande med drivmedel. Björn Gillberg har här av allt att döma en fungerande lösning.
    Men sannolikt finns det någon inom miljöpartiet eller feministrörelsen som har kommit fram till att detta är fel eller inte får finnas?

  9. Olav Gjelten

    En aspekt som knappast alls diskuteras är vad superbatterier, exempelvis avsedda för elbilar, gör med människokroppen på sikt.
    Miljöfolket, som hela tiden åberopar försiktighetsprincipen, verkar vara livrädda för att ens nudda vid denna fråga. Och varför är också alla vi andra så knäpptysta när vi tvärtom borde ösa denna fråga över miljöfundamentalisterna som har makten i samhället?
    Är vi rädda att ta upp sådant som vi själva inte har ett givet svar på? Tänk över vem som tjänar på det denna tysthet.

  10. Olav Gjelten

    # 7 Varför skall vi hela tiden söka krångliga och dyra lösningar när vi har billig och riklig tillgång pål olja, gas, kol och kärnkraft för minst sagt hundratals år framöver?

  11. Lars Cornell

    Tack Sten. Du undantar kärnkraft, men det får man inte göra om man skall vara realist.

    Lars Holmdahl behandlar verkningsgrader pedagogiskt bra. Dagens kärnkraft har en verkningsgrad under 0,5. Att därefter använda elektrolys för att få vätgas är ineffektivt och onödigt dyrt.

    Med kommande generationers kärnkraft, som ej har mycket mer än namnet gemensamt med Gen2 och Gen3, kan vi använda termolys för att få vätgas. Det blir så billigt att verkningsgrad blir mindre intressant. Är det någon som vet något om verkningsgrad och kostnad för termolys?

    Då har vi en bra utgångspunkt för metanol, etanol eller liknande som energilagrande media. Då kan vi också utnyttja befintlig infrastruktur och motorteknik. Möjligheten till bränsleceller på sådana bränslen finns också.

    Använder vi den överblivna syrgasen från termolysen i stället för luft ökar verkningsgraden ytterligare – om det inte blir för varmt så materialen smälter.

    LB#7, När utländsk forskning, för i Sverige får den ju inte bedrivas, med Gen4-5 blir framgångsrik och kan visa resultat, då är det dags både för Fi och Fridolin med sin kolbit att vända näsan i vädret. Innan dess kan vi ju hoppas att våra riksdagsmän fått en bättre helhetsbild och inser koldioxidens nytta för vår jord och allt levande på den.

  12. Mats G

    4
    pekke

    Ja, det stämmer. Tack.

  13. Thomas P

    Olaf #8 ” En aspekt som knappast alls diskuteras är vad superbatterier, exempelvis avsedda för elbilar, gör med människokroppen på sikt.”

    Hur skulle de göra något med människokroppen? Är du elallergiker?

  14. En Pelle

    #1 (Mats G), komplettering till #4 (pekke)

    Batteritekniker ökar sällan både lagringstätheten per viktenhet och volymenhet, och batterier har utvecklats under väldigt lång tid så att tro att något revolutionerande dyker upp är inte välgrundat.
    Grafenbatterier har oftast hänvisat till att de minskar vikten.

    Solceller i Sverige är ett extremt exempel på behov av lagring då 39% av årsförbrukningen sker under de 4 mörkaste månaderna där solceller producerar endast 5% av sin årsproduktion. Dvs 34% av solcellers årsproduktion behöver lagras för att solceller ska gå att använda till att gå off-grid. Genomsnittshusshållet förbrukar ca 7500 kWh per år så drygt 2500 kWh batterikapacitet behövs då om solceller är enda energikällan. Det är en mindre villa fylld med Teslas batterier. Ökas tätheten med en faktor tre så är det fortfarande en väldigt stor volym per hushåll (och de flesta hushåll är lägenheter så utrymme för batterier och solceller saknas).

  15. LBt

    Kärnkraft. Antingen Gen IV och senare eller LENR, möjligen båda kombinerat med kemisk lagring som drivmedel.

    Om några dagar respektive år vet vi mer. Det är bra.

  16. Mats G

    14
    En Pelle
    “tro att något revolutionerande dyker upp är inte välgrundat.”

    Vi får se. Det är mitt neurala nätverk som talar. Min förståelse av batterimarknaden är att den är eftersatt. Det har inte funnits ett sug för förändring eller förbättring.

    Nu står och faller hela industrier(elbil,vindkraft,solcell) för att batteriutvecklingen är efterbliven.
    Någonting säger mig att någon någonstans lägger alla klutar på det här. Det är en annan sak om de lyckas förstås.

  17. dolf (a.k.a. Anders Ericsson)

    “kolpulver”. Har jag fattat det rätt att vi alltså skulle lagra energi genom att spjälka koldioxid till kol och syre?

  18. # 9 Olav Gjelten och # 13 Thomas P
    Undertecknad har en kund som är brandman i Frankrike. Kunden hade just gått igenom en kurs om hur elbilar skulle behandlas vid krockar. Han berättade att vid en bilolycka med fastklämda människor fick de inte ingripa, om inte kablar av en viss färg under bilen kunde kopplas bort. Kunde det inte ske fick de tillkalla en specialutrustad enhet, vilket kunde ta timmar.

    Jag frågade vad de skulle göra om bilen brann med människor i den. Svaret var att elden fick brinna tills specialenheten kom fram. Med lite fantasi kan tänka sig att branden skulle påverka människokropparna i bilen.

  19. Lars Cornell

    #17 Kolpulver, varför inte? Det är ju mer lätt att hantera än flytande alternativ. Kostnads och energimässigt skulle det kunna bli en vinnare. Det går säkert att driva både en dieselmotor och en flygmotor med kolpulver, bara att spruta in i insugningsluften.

  20. Mats G

    18
    Lars Mellblom

    Det här är ju intressanta nyheter som borde spridas. Min tanke om att nästa bil kanske skulle kunna bli en Tessla flög all världens väg efter det här.

  21. John Silver

    #3
    http://www.eberspacher.com/products/fuel-operated-heaters.html

    Annars tycker jag det är tröttsamt att ni drar denna repris om igen, allt det här tröskades igenom i slutet av 70-talet.
    Appopå det, kommer ni ihåg Solvreta?

  22. Jag vill börja med att tacka för alla konstruktiva kommentarer. Kolpulvret var i och för sig ett förslag utkastat som en stundens ingivelse. Det är egentligen inte något som jag egentligen tror på, men den lilla poängen är att det bara kräver en – visserligen rejält energikrävande – kemisk process. Den huvudsakliga anledningen till inlägget är också att jag tror att det kommer att bli oerhört svårt att tillverka batterier som kan användas för att “stabilisera hela elnät”.

    Jag skulle också kunna tänka mig att man så småningom kommer att vilja dela upp stora kraftnät i ett antal mindre – vilket skulle kunna vara ett sätt att minska konsekvenserna av “krascher i nätet”.

    Jag är tyvärr inte kemist så att jag kan inte fullt ut avgöra vilka “teoretiska möjligheter” det finns att skapa batterier med (i) hög energitäthet, (ii) snabb upp- och urladdning samt (iii) lång hållbarhet, och med Lars Holmdahls kommentar om energiförluster i åtanke så verkar möjligheterna ännu sämre.

  23. Håkan Bergman

    Kolpulver var faktiskt Rudolf Diesels första idè för att driva sin motorkonstruktion med. Det visade sig alltför svårt och det är nog inte mycket lättare idag att använda det som motorbränsle. Flytande bränsle har onekligen sina fördelar. Nya vackra ord har vi fått på köpet också, mack och jeepdunk t.ex. På engelska heter den senare jerrycan, det är nämligen en tysk uppfinning, Wehrmacht Einheitskanister, men det orkar ingen uttala.

  24. ces

    Det verkar som om den av journalister så hyllade Powerpack som skulle lösa så många problem har försvunnit från Teslas hemsida.

  25. Håkan Bergman

    ces #24
    Det gäller 10 kWh modellen, problem med kemin sägs det.

  26. tty

    MatsG #16

    “Det är mitt neurala nätverk som talar. Min förståelse av batterimarknaden är att den är eftersatt. Det har inte funnits ett sug för förändring eller förbättring.”

    Nonsens. Suget efter ett bra batteri är enormt, men det kommer inte att uppfyllas, trots att stora resurser lagts och läggs på batteriforskning. Anledning: ett batteri lagrar elektricitet i kemisk form. Det finns helt enkelt inga material som kan binda särskilt mycket elektrisk energi på ett reversibelt sätt per vikt/volymsenhet, inte ens teoretiskt.
    Det kan vara värt att påpeka att batterier har många mycket viktiga militära tillämpningar, inte minst i ubåtar. Militära system brukar ju vara föga kostnadskänsliga och vara först med ny spetsteknik. Så vad använder man i moderna ubåtar idag: jo blyackumulatorer! De har visserligen inte riktigt lika hög energitäthet som modernare batterityper, men de är så mycket tillförlitligare och robustare och har så mycket bättre livslängd att de fortfarande är bäst.

    När det gäller snabb uppladdning så har jag alltid haft svårt att fatta varför man inte satsar mer på att utveckla batterier med flytande energibärare. Det finns flera tänkbara lösningar. Energitätheten blir visserligen litet lägre än konventionella batterier, men man kan då bara köra in på en “elmack” och tanka ur/i energibäraren nästan lika snabbt och enkelt som bensin, och inte förkortar “snabbladdningen” batteriets livslängd heller, vilket annars i stort sett gäller för alla batterityper.

    Apropå problemet med att elnätet inte pallar för snabbladdning av elbilar så väckte det ju viss munterhet i USA för något år sedan när det visade sig att Tesla hade dieselaggregat gömda i en del av sina “elmackar” för att klara snabbladdningarna. Jag begriper det i och för sig. Aggregaten kördes bara i helgerna och det hade blivit svindyrt att bygga ut elnäten för att klara efterfrågetopparna, Men det gör ju onekligen “fossilfriheten” milt sagt dubiös.

  27. tty

    #25

    Det är inte tekniken det är fel på. Man byggde två varianter, en 7 kWh som är byggd för att palla för många tusen laddningscykler, och en 10 kWh som är billigare per kWh, men bara byggd för 1000-1500 laddcykler.
    7 kWH-modellen är byggd för att jämna ut dygnsvariationer i produktion/konsumtion. 10 kWh-varianten var tänkt att hantera längre men ändå tillfälliga bristsituationer, som t ex perioder med mulet väder i solkraftssystem. Men eftersom USA (liksom Sverige) har ett system där solkraftsproducenterna är garanterade att sälja överskottsel till nätet, även när den inte behövs, och sedan köpa tillbaka samma elmängd utan merkostnad närhelst man vill, hur dyr den än må ha varit att producera just då, så går det inte att få lönsamhet för energilagring, så länge den gamla onda, men ack så pålitliga, fossilkraften finns kvar. Det är naturligtvis bättre att låta de vanliga elkonsumenterna utan solceller betala din el, än att lägga ut pengar på en “Powerwall”.

  28. tty

    #22

    “Jag skulle också kunna tänka mig att man så småningom kommer att vilja dela upp stora kraftnät i ett antal mindre – vilket skulle kunna vara ett sätt att minska konsekvenserna av ”krascher i nätet”.”

    Å andra sidan är mindre elnät i sig mera kraschkänsliga, dels därför att den tröghet i systemet som svängmassan ger minskar och dels för att bortfall av ett enskilt kraftverk slår hårdare mot ett mindre nät. Dessutom måste man betänka att det bara är ett fåtal kraftverk som är byggda så att de kan “kallstarta” efter ett avbrott, alltså komma igång utan eltillförsel utifrån.
    Delar man upp nätet måste man troligen bygga flera sådana verk, vilket är dyrt.
    Det här var på tapeten i samband med folkomröstningen om skotsk självständighet, då det nämligen visade sig att det bara fanns ett (1) sådant kraftverk i hela Skottland.

  29. Bengt Abelsson

    Tja – den som tycker att CO2 är jättefarligt och att elbilar är toppenbra bör läsa denna:

    Säkerhetsaspekter vid laddning av elfordon innehållande …
    epubl.ltu.se/1402-1552/2010/029/LTU-DUPP-10029-SE.pdf

    Försiktighetsprincipen säger mig att sådana ska vi inte ha i närheten av vanligt folk.

  30. Gunnar Strandell

    Sten!
    Det är ett mycket gammalt problem du tar upp. Under tidens gång har alla de förslag det skrivs om varit på tapeten men av olika skäl fått stå tillbaka. Det är min övertygelse att energibolagen har scenarier för en mängd olika utfall och hur de ska hantera dem. Deras strategiska planer har en tidshorisont på ca 30 år eller mer och de har både kunskap och resurser för att förverkliga dem.

    Jag är lugn, det kommer att finnas gott om energi och den kommer att sjunka i pris när skatter och subventioner räknats bort. Det kaos som råder just nu beror på politikens krafttag och vilja till förändring och kontroll, men i längden återställs ordningen. Kanske har det redan börjat den här våren när bankerna skärskådas och andra orättvisor uppdagas.

  31. Den bästa kommentaren till denna tråd finns under # 10 Olav Gjelten: ” Varför skall vi hela tiden söka krångliga och dyra lösningar när vi har billig och riklig tillgång pål olja, gas, kol och kärnkraft för minst sagt hundratals år framöver? ”

    Det är synnerligen tveksamt om batterier någonsin kan bli en bättre energikälla än bensin och diesel för för fordon. Med tanke på energiförlusterna i alla leden innan elektriciteten kan driva hjulen verkar det logiskt att i stället ha en elgenererande källa i fordonet. Och det är med stor sannolikhet en teknik som vi varken kommer att ha i morgon eller ens i övermorgon.

  32. Lars Mellblom #31

    jag instämmer helt med dig

    frågan i # 10 är dock – vilka “vi”

    såvitt jag förstår är de flesta skribenter och kommentatorer på KU helt överens med Olav G – det är inte vi som är “vi”.

    Jag ska också framföra mitt tack till tty – du skriver det jag anade, d.v.s. att det inte ens finns reversibla kemiska processer med tillräcklig energitäthet för att duga som batterier. Du tar också upp en typ av batterier som jag tror att jag skrivit om tidigare, nämligen flödesbatterier – även om du tänker dig att de ska användas i fordon och att uppladdningen sker “på annat håll”.

    Vad det egentligen skulle handla om är egentligen ett slags “bränsleceller” i den meningen att en energirik vätska används för att direkt producera en elektrisk ström.

  33. Baku

    #10

    Nej, det har vi (=världen) inte. För att förstå det måste du förstå geologi och dessutom ha ett helhetsperspektiv på det energi-intensiva moderna samhället. T.ex . Ryssland varnade nyligen att de inte kommer producera olja i särskilt många decennier mer..

  34. tty

    #31

    “Med tanke på energiförlusterna i alla leden innan elektriciteten kan driva hjulen verkar det logiskt att i stället ha en elgenererande källa i fordonet. Och det är med stor sannolikhet en teknik som vi varken kommer att ha i morgon eller ens i övermorgon.”

    Jodå, det kallas för “dieselelektrisk drift” och har funnits i många årtionden för fartyg, lokomotiv och stridsfordon, men har inte använts mycket för vägfordon. Det blir något tyngre och klart mera komplicerat än direktdrivning, men har också många fördelar.

  35. Göran Fredriksson

    Kolpulver?

    Den sekunda elproduktionen från det förnybara kan lämpligen primagöras med snabbstartade elproduktionsanläggningar för främst olja (som kan lätt och billigt lagras på produktionsplatserna i stora mängder) men även kol (kolpulver) och ved och också gas (som är sämre då det behövs antingen dyra gasledningar eller dyr lagring). Att lagra i form av tunga batterier kommer att vara främst för korta variationer.

  36. Arne

    Om jag inte missminner mig så kan äldre tändkulemotorer köras på diverse bränslen. Brännolja, fisktran och om jag minns rätt, träspån! Det känns dock att den utvecklingen är rätt långt borta…
    Vad gäller elektriska lösningar så tror jag i så fall att det som kommer funka bäst är att man har en elmotor och ett batteri som räcker i kanske tio mil. Sedan, vid tomt batteri så startar en förbränningsmotor som laddar under färd. Då kan man dessutom kvitta batterivikten mot en tung växellåda som en bil med bara förbränningsmotor måste ha. Min kompis som jobbar med tåg säger att diesellok aldrig är direktdrivna med diesel. Man kör dem dieselelektriskt för att kunna skippa en växellåda som skulle behöva vara lika stor som ett enskilt lok i det fallet.

  37. Peter Stilbs

    För några år sedan kom några gedigna artiklar av en Abbott i Australien – hans analys var att den enda realistiska energilagringen i framtiden bör gå via vätgas (av främst solenergi)

    En sammanfattning finns här http://phys.org/news/2009-08-solar-hydrogen-economy-world-energy.html

    Jag har själva artiklarna någonstans, men hittar dom inte just nu – men en referens finns i ovanstående sammanfattning

    Själv tror jag inte alls på exempelvis Olah’s metanol, eller någon form av superbatterier – det är alldeles för kostsamt och ineffektivt och innefattar dyra, sällsynta och/eller giftiga kemikalier och gigantiska fabriker

  38. Peter F

  39. En Pelle

    #16 (Mats G)

    tty har redan svarat dig angående ackumulatorers utveckling men vill tillägga vindkraft och solceller är befogade även utan ackumulatorer med extrem energidensitet. Saken är den att de har nischer att verka i där de är bästa alternativet. T.ex. sommarstuga långt ifrån elnät, fyr på en holme långt ifrån elnät osv.
    Solceller kan vara utmärkt första steg att elektrifiera avlägsna små byar nära ekvatorn.
    Vindkraft är bra för små öar långt ifrån elnät byggt pga stora populationer.

    Vindkraft på ett par GW är till och med tekniskt försvarbart i svenska elnätet då absolut högsta förbrukningen sker när det är som kallast OCH blåser samt att vi har vattenkraft som oavsett torrår, våtår eller normalår kan reglera den mängden vindkraft – t.o.m. om vattenkraften reduceras till en tredjedel av idag för att återställa ekosystem och artutbredning och arters populationsstorlekar.

    Därför faller inte stora industrier utan batterier, men de blir inte större än nischerna som lösningarna passar bäst för.

    En mångfald av lösningar kommer alltid visa sig vara bäst precis som naturen har en mångfald av arter – alla har sin egen nisch där de är den mest optimala lösningen.

  40. Ingemar Nordin

    En Pelle #39,
    “En mångfald av lösningar kommer alltid visa sig vara bäst precis som naturen har en mångfald av arter – alla har sin egen nisch där de är den mest optimala lösningen.”

    Precis. Teknikpluralism är alltid bra för den tekniska utvecklingen. Det handlar om begreppet “användbarhet” där användarna är den yttersta expertisen. Men just därför blir det helt fel när politikerna försöker centraldirigera den tekniska utvecklingen på elproduktionens område.

  41. Björn

    En Pelle [39]; Jag citerar dig: “Vindkraft på ett par GW är till och med tekniskt försvarbart i svenska elnätet då absolut högsta förbrukningen sker när det är som kallast…..”. Men det är ju när det är som kallast som SVK data visar att vindkraften inte fungerar. Då fungerar i alla fall kärnkraften och vattenkraften om det finns vatten i magasinen. Kanske Du inte förstår innebörden i vad intermittent elproduktion konkret är för någonting?

  42. En Pelle

    Björn [41]
    De senaste vintrarna har varit milda så vi har inte haft den strängaste kylan samtidigt som det blåst, skulle det skett skulle efterfrågan på el varit ännu högre. Vintern 2009/2010 hade köldknäpp i princip 3 månader i sträck och det blåste mycket under tider med högst efterfrågan. Backar man lite i efterfrågan så ser man många tillfällen där det skedde utan blåst. Dvs när efterfrågan är som allra störst, vilket inte sker varje vinter, så tillför vindkraften nytta när den behövs som mest. Övrig tid kan en begränsad vindkraft ses som en kapacitetsökning av vattenkraften men torrår och våtår begränsar det till knappt 15 TWh vindkraft som kan regleras av svensk vattenkraft.

    Om du laddar hem timstatistik från Svenska Kraftnät och studerar efterfrågan och produktion liksom synkroniserar med väderuppgifter från SMHI så kommer du se detta. Bara den fritt tillgängliga statistiken från Svenska Kraftnät kommer visa dig att de allra högsta förbrukningarna sammanfaller med bra vindproduktion – och det är naturligt då vind ökar kyleffekten på fastigheter.
    Laddar du sen hem data från grannländer kommer du att se att både denna vinter och förra vinterns förbrukningstoppar, som inte blev extrema, sammanföll med högtryck täckandes norra Europa så pass att vindkraften i hela norra Europa då underpresterade gentemot genomsnittet. Då kunde ekosystem återställas. Men det måste givetvis då beräknas mot effektbalansen också.

    Jag har argumenterat emot vindkraftsförespråkare och kärnkraftsmotståndare väldigt länge och läst in mig på detaljerna och själv undersökt hur det ligger till, så jag anser mig ha en viss koll på intermittensen. Och idag har vi 3 ggr mer vindkraft än vad som är tekniskt försvarbart.

    Sen finns det andra motargument till vindkraft, t.ex. orsakar den tre gånger mer växthusgasutsläpp per kWh än kärnkraft enligt Vattenfalls livscykelanalyser. Många tänker inte på att när man producerar cement så frigörs en hel del bunden koldioxid liksom när man producerar stål sker stora koldioxidutsläpp. Vindkraft behöver 6ggr mer koppar, 20ggr mer stål, 40ggr mer betong och 3ggr mer elnät per producerad kWh än vad vindkraft behöver – det är en hel del.
    Vindkraft har orsakat kraftig rovfågeldöd i t.ex. Brandenburg som är en tysk region med mycket vindkraft.
    Förnybart är inte detsamma som hållbart, det hänger på omfattningen. Sverige kan ha 2 GW vindkraft utan allvarliga konsekvenser på ekosystem. Sverige kan ha mycket mer kärnkraft utan allvarliga konsekvenser på ekosystem. Men vattenkraften orsakar allvarliga konsekvenser vid första vattenkraftsdammen.

  43. En Pelle

    Ingemar Nordin [40]

    Ja, det blir fel med politiska styrmedel som elcertifikat och kärnkraftens effektskatt. Man ska också uppmärksamma dolda subventioner där ägare av kraftproduktion undviker skatter för el producerat till sig själva. Liksom att intermittensen hos vindkraft, solceller och vågkraft orsakar extra kostnader på infrastrukturen – mer elnätskapacitet och någon form av kraftverk för effektbalansering behövs, speciellt när vindkraften översteg de 10 TWh som elnätet kunde hantera utan modifikationer. Svenska Kraftnäts investeringsresonemang sen 2004 är väldigt intressanta, då trodde de att de behövde investera totalt 3 miljarder på 10 år men utfallet blev 5ggr så högt främst pga utbyggnaden av förnybart.
    Nu har även privata regionnätsägare börjat tvingas till investeringar i elnät pga förnybart.

    En intressant aspekt är att slutet på 90-talet var energipriset ungefär sm idag men dagens elräkningar är mycket högre än då. Alla dessa dolda kostnader hamnar till slut på elräkningarna, ofta på den fasta avgiften eller som effekttariff hos vissa bolag.

    Så finns ingen anledning att stödja ytterligare utbyggnad av vindkraft i Sverige – vi har redan tre gånger mer än vad som är tekniskt motiverat (ekonomiskt har jag inte räknat på om ens 2 GW skulle vara motiverat gentemot t.ex. mer kärnkraft med lägre nyttjandegrad).

    För trots allt slutar vi inte elda sopor, vilket är den stora orsaken till utsläpp av växthusgaser i svensk elproduktion, om vi bygger mer vindkraft. Det behövs betydligt billigare energi om samhället ska få råd att källsortera sopor ännu bättre (deponi vore inte en lösning). Iof kunde dual-fluid reactor vara ett alternativ då de teoretiskt kan komma ner under 10 öre per kWh el men att svenska politiker plötsligt skulle våga satsa på en ny typ av kärnkraftsdesign….

  44. Johan M

    #42 En Pelle

    “Om du laddar hem timstatistik från Svenska Kraftnät och studerar efterfrågan och produktion liksom synkroniserar med väderuppgifter från SMHI så kommer du se detta. ”

    Nej, det ser man inte.

    Man kan strunta i väderuppgifterna, det räcker med att ladda ner siffrorna från Svenska Kraftnät och plotta total konsumtion mot vindkraftsproduktion.

    Om vi tar 2015 som exempel så ser vi följande. Det som omedelbart slår en är att det ser ut som en hagelsvärm, mycket olikt den plot man får från till exempel vattenkraft. Det andra man ser är att när konsumtionen ligger över 20.000 MWh/h så toppar inte vindkraftens produktion. Vindkraften har en hyggligt bra träffbild under 15.000 MWh/h (då produceras det i snitt mindre) och mellan 15.000 och 20.000 (då producerades det i snitt mer) men då konsumtionen ligger över 20.000 MWh/h så går snittet ned.

  45. Mats G

    26
    tty
    Jag vill inte tjafsa för jag känner att du kan det här mycket bättre än jag. Jag kan dock konstatera att som batteriutnytttjande privatperson så har de inte hänt jättemycket på 50 år. Lite bättre livslängd och uppladdningsbara batterier. Det är väl det som har hänt. Jag anser det är magert.

    Hade vi valt Tesslas(alltså personen) sätt att distribuera el så hade mycket varit vunnit. Vi hade haft ett batterilöst samhälle. Dessutom så hade elbilar kunnat vara ett lternativ långt tidigare. Problemet var väl att det hade blivit fri el. Nu var Tessla ett geni så det skulle inte förvåna mig att han insåg att fri el till alla skulle föra mänskligheten framåt. Man kan ju alltid undra hur ett samhälle skulle ha sett ut om vi hade tagit Tessla vägen.

  46. En Pelle

    #44 Johan M

    “Det andra man ser är att när konsumtionen ligger över 20.000 MWh/h så toppar inte vindkraftens produktion.”

    Det är inte en fråga om att toppa vindkraftens produktion utan att den ska kunna tillföra effekt när det behövs. Om 2 GW installerad effekt tillför 0.6 GW så är man ungefär på den nivå som behövs tillsammans med kärnkraft, vattenkraft och sopförbränning.

    “Man kan strunta i väderuppgifterna, det räcker med att ladda ner siffrorna från Svenska Kraftnät och plotta total konsumtion mot vindkraftsproduktion.

    Om vi tar 2015 som exempel”

    Väderdata behövs eftersom varje år inte har tioårsvintrar till vilken reservkraft annars behövs. Jag var otydlig i föregående inlägg om att denna vinter och förra vintern inte visar på behovet.

    2015 var extremt i motsatsen till en tioårsvinter precis som denna vinter, de få gånger det kom in köldknäppar så var det samtidigt väldigt lite vind vilket iof gjorde att vindkraften i hela norra Europa producerade dåligt (och är anledningen till att KTH-professor Lennart Söder behöver en massa gasreservkraft i sitt förslag till hur 18 GW vindkraft+10GW solceller+ökad kraftvärme teknisk skulle kunna ersätta kärnkraften (det blir dock avsevärt dyrare än att behålla kärnkraften, även för miljön. Du kan läsa Lennarts resultat här då det borde ge en insikt i hur ca 2GW vindkraft faktiskt kan tillföra teknisk nytta: https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:727697/FULLTEXT01.pdf )).

  47. En Pelle

    #45 Mats G

    “Jag kan dock konstatera att som batteriutnytttjande privatperson så har de inte hänt jättemycket på 50 år. Lite bättre livslängd och uppladdningsbara batterier. Det är väl det som har hänt. Jag anser det är magert.”

    Fysikens lagar sätter begränsningar, det går inte göra förbättringar i all oändlighet. Dessutom stoppas de från att nå maximal prestation pga ekonomiska begränsningar, det är helt enkelt inte alltid värt insatsen att göra den lilla förbättringen som är teoretiskt möjlig.
    Där har du förklaringarna till varför du inte sett så stora förändringar på 50 år.
    Att elda kol för värme har inte blivit så mycket bättre de senaste 50 åren heller, liksom en massa andra områden som presterar högt i förhållande till teoretiskt max.

  48. Mats G

    47
    En Pelle

    “Fysikens lagar sätter begränsningar, det går inte göra förbättringar i all oändlighet.”

    Och det är här jag anser man har nöjt sig. Varför ändra något som fungerar. En bilmotor fungerar fortfarande på samma sätt som när den uppfanns.

    Det är här jag menar, som tty kallar för nonsens, att drivkraften har inte var starkt nog att förändra eller komma med något nytt. Det har dugt. När det gäller batteri för bilar så är vi i en ny situation. Nu är vi i en konnkurrenssituation. Må bäste man vinna. Där finns förutsättningar för nytänk.

  49. Johan M

    #46 En Pelle

    “Väderdata behövs…”

    Egentligen behövs bara pris-data – om ingen är villig att betala för det man producerar så kvittar det om det är hög konsumtion, kallt eller blåsigt.

    “Du kan läsa Lennarts resultat här då det borde ge en insikt i hur ca 2GW vindkraft faktiskt kan tillföra teknisk nytta”

    Teknisk nytta? Är någon villig att betala vad det kostar för denna nytta? En installerad effekt på 2GW är en sak men vi är väl idag uppe i 6 GW och politiken pekar väl ut en väg mot 10 eller 12 GW; allt fyndigt finansierat via el-certifikaten som 2015 i runda slängar kostade konsumenter 3 miljarder kronor 🙂 , snacka om pengar som har blåst bort.

  50. En Pelle

    #49 Johan M

    Som jag skrev har jag inte utvärderat om det är ekonomiskt bättre än att t.ex. ha mer kärnkraft med lägre nyttjandegrad etc.

    I övrigt så påstod jag aldrig heller att 6 GW är bra eller nivåerna politikerna av någon outgrundlig anledning eftersträvar. Läs mina inlägg igen så ser du att vi är på samma sida i den politiska debatten. Det jag här försökte göra är att faktiskt framföra att det inte kan uteslutas att en viss mängd vindkraft är bra för att den är bäst inom en nisch. Kan man föra debatten på den nivån så blir debatten trovärdigare bara pga att debatten har mer sakligt rätt.

    På samma sätt finns det nischer där batterier är bra energilager.

    Det kommer finnas en mångfald av tekniker och politikerna ska inte styra val av teknik på annat sätt än att se till att negativa konsekvenser betalas (t.ex. avgift på svaveldioxidutsläpp till atmosfären) så att konkurrensen väljer den mångfald och mix/fördelning av teknik som löser befolkningens efterfrågan bäst.
    Politikerna ska alltså inte ordna med subventioner och inte med skatter/avgifter som saknar grund.

  51. Johan M

    #50 En Pelle

    “Läs mina inlägg igen så ser du att vi är på samma sida ..”

    Mina huggreflexer var lite väl snabba, inser att vi är rätt överens 🙂

    Tack för tipset om dual-fluid reactor, hittade lite info på webben:

    http://dual-fluid-reactor.org/
    http://festkoerper-kernphysik.de/

  52. En Pelle

    #50 Johan M

    Ja, de har lite info om dual-fluid reactor där. Bara läsa deras FAQ säger en hel del om enkelheten som håller nere kostnader.

    Sen säger följande en hel del (läs även kommentarsfältet):
    http://www.the-weinberg-foundation.org/2013/07/12/germanys-inconvenient-truth-a-green-group-squirms-over-the-publics-love-a-molten-salt-reactor/

    Om man tror på kärnkraft men har svårt för smältsaltreaktorer så är förmodligen RBWR-ac och RBWR-th tilltalande koncept då de i princip kan köras på befintligt kärnavfall och därmed minska beroendet av gruvverksamhet (som utgör 80% eller mer av kärnkraftens låga koldioxidutsläpp/miljöpåverkan):

    http://www.hitachi.com/rev/pdf/2014/r2014_09_103.pdf

    https://www.researchgate.net/profile/Guanheng_Zhang/publication/270647295_The_Fuel-self-sustaining_RBWR-Th_Core_Concept_and_Parametric_Studies/links/54b1857a0cf28ebe92e18df1.pdf?inViewer=0&pdfJsDownload=0&origin=publication_detail

    Våra nuvarande reaktorer skulle i princip gå bygga om för dessa arbetsprinciper.

  53. Johan M

    #52 En Pelle

    Intressant, jag trodde Hitachi hade PRISM som huvudspår men det kanske är enklare att bygga vidare på BWR-teknik.

  54. Gunnar Littmarck

    CH3OH metanol är givetvis det bästa sättet att lagra kemisk energi småskaligt.

    Kan produceras av allt brännbart avfall, solugnar eller aningen större skala (den minsta jag läst om har 100kW och ger då 50 kW kemisk energi helt autonomt i femton år tills den återladdas med flytande kärnbränsle på fabrik.

    Lite större skala och temperaturer över 850C ( den första saltsmältreaktorn hade 860C som arbetstremperatur 1954) ger 60% verkningsgrad vilket går att höja med förvärmning av det vatten som ska spjälkas enligt motströmspricipen av det mycket heta metanol som produceras.

    För detta krävs att både väte och kol tas ur havsvattnet som USA planerar för de hangarfartyg de nu bygger och/eller har sjösatt.

    Jag tänker småskaliga anläggningar för länder som Sverige med extremt destruktiv energipolitik med tillhörande skatter.

    Hur ska politiker kunna gå mot en anläggning där brännbart avfall omvandlas till metanol och därmed flyttar återvinningen till källan?

    Inga transporter av råvara till bränslefabriker, vidare till detaljist så slutligen till konsument och det samma för brännbart avfall.

    Storskaligt har både förra och nuvarande regering visat att de straffbeskattar metoden så den blir olönsam, men hur ska de motivera det samma med småskalig energiomvandling?

    En metod är att förgasa i syrefri miljö, men jag tänker mer på en sluten förbränning under högt övertryck, där svavel och jod agerar katalysatorer, vatten och brännbart avfall in, metanol och närsalter i askan ut.

    Det återstår många problem, som att anläggningen bör vara i drift långa perioder, mata brännbart avfall kontinuerligt in i en härd som har 20-80 ATÖ.
    Llite större skala som för bönder, skogsägare och detaljister/grossister med stora mängder förpackning och engångs transportmateriel…

    Liknande system har byggts med jag gissar att politiker är livrädda, hur skulle det se ut om inte längre energi och avfall går att beskatta?

  55. Gunnar Littmarck

    När det gäller batterier tror jag mest på LiFePO4 av de som nu masstillverkas, kan nå ner under 2:-/kWh i energilagringskostnad vilket är under hälften mot Tesla´s energilager för villor och industri.

    Metanol kan däremot produceras vid tillfälle för att lagras i år.

    Hittills har jag ansett den tyska versionen av frikolvsenergionvandlare har den största potentialen:

    15 kg 15000:- 35kW 60% verkningsgrad (40% värme är inte värdelöst på våra breddgrader) och hundraårig underhållsfri livslängd, men nu har jag hört om en ny typ av bränsleceller som kanske kan möta denna potential och fördelen är ju att de går att köra åt bägge håll, givetvis är dessa byggda för att drivas av väte i metanol.

  56. ces

    Om jag inte missminner mig avfördes metanol från den svenska energidebatten på 70-talet av Gunnar Sträng m fl politiker. Metanol var ju ALKOHOL och kunde missbrukas. Dessutom kunde det bli problem med beskattningen precis som med “lantbruksdiesel” som användes som bilbränsle.

  57. Gunnar Littmarck

    # 56 Kuriosa är att det är förbjudet att tillverka etanol av petroleumråvara i USA (troligen för att det skulle bli för billigt?)

    Den som festar på CH3OH blir bestraffad ganska snabbt.

    Nästa kuriosa är en berättelse jag hörde av en hemkommen soldat från Afghanistan:

    Alla var strängt förbjudna att ta med alkohol till tjänstgöringen, men en gång vrålade högtalarna på förläggningen.

    -Alla som har sprit måste omedelbart komma med den till sjukstugan, inga straff!

    En soldat hade druckit träsprit och det botas med vanlig alkohol.