Den stora tråden om global uppvärmning/växthuseffekten

Är du bekant med konceptet bakom flödesbatterier? Det är först nyligen man sett någon större nytta med dem vilket innebär att forskningen ligger efter, men konceptet är lovande för den här typen av stationära tillämpningar.

Litiumbatterier är det bästa vi har, i nästan alla avseenden. Men för att få ihop den här kalkylen skulle vi behöva ett batteri som är tiopotenser bättre än litiumbatterier, i nästan alla avseenden. Det skulle vara svårt att tumma på någon parameter (vikt, pris, miljöpåverkan, livslängd).

Min bank är AGM-batterier. Det är i särklass vanligaste för off-grid, av historiska skäl.

Bortsett från min batteribank så tycker jag personligen att det här är on-topic. Vi diskuterar energilösningar och politiska lösningar för att stoppa global uppvärmning.

Jag har ingen synpunkt på klimatkänsligheten. Jag tror som IPCC, och när IPCC ändrar sig så ändrar jag mig.

Det är intressant att livslängden är bättre än konventionella batterier, men det är också en otroligt svagt koncentrerad energi. Alltså att det behövs en mycket stor anläggning för att lagra förhållandevis lite energi. Det kan fortfarande vara användbart, exempelvis för att driva en anläggning i öknen där det saknas nätanslutning, eller för att täcka basala elbehov i en by i Afrika. Men där är konventionella batterier också en bra lösning.

Jag ser inte hur vikten har betydelse i den här applikationen, annars håller jag med. Ifall vikten utgörs av ämnen som det finns gott om och som är billiga att producera blir batteriet inte dyrt, trots vikten.

Man behöver onekligen hitta vätskor som är mer effektiva på att lagra energi, men det är som sagt ett koncept som även om det inte är nytt länge sågs som ointressant.

Jag är till viss del benägen att hålla med.

Det är dock så att hög vikt medför större utsläpp vid transport. Det är illa nog att batterierna för vindkraftverket i mitt exempel skulle väga 3.3 miljoner kilo. Batterier är dessutom redan idag väldigt massiva (t.ex. blybatterier) så det finns inte så mycket fallhöjd här.

Eller så använder vi kärnkraft, som har miljontals gånger bättre energidensitet, och som använder en bråkdel så mycket mark.

Balanskraft och reglerkraft
Alla elsystem behöver balanseras/regleras. Av flera orsaker. Här är några.
– Förbrukningen varierar, beroende på årstid.
– Förbrukningen varierar, beroende på veckodag.
– Förbrukningen varierar, beroende på tid på dygnet.
– Tillgången på vattenel varierar beroende på vattenmängd i magasin.
– Tillgången på vindel varierar beroende på hur mycket det blåser.

Det är inte ovanligt att förbrukningen på natten är klart mindre än hälften av förbrukningen på dagen.

– Kärnkraft fungerar inte bra som reglerkraft om man inte "kastar bort" energi som inte förbrukas. Att reglera effekten i härden medför nackdelar och risker som inte bör tas.
– Vattenkraft kan leverera sin maxeffekt, om det finns vatten. Vattenkraft fungerar utmärkt som reglerkraft. Man spar vatten i magasinen när man reducerar effekten.
– Vindkraft levererar när det blåser. I vårt avlånga land är det sällan vindstilla i hela landet, men vad som levereras varierar typiskt en faktor 3-4 mellan någon eller några dagar med "lite" vind och perioder med mer "normal" vind. När det blåser mycket levereras ännu mer. När det blåser lite behövs balans från vattenkraften. När det blåser "lagom" levereras allt och vatten kan sparas i magasinen. När det blåser mycket levereras allt och besparingen i magasinen är ännu större. Jag har från statistiken aldrig sett att det hittills varit nära att vinden nått upp till att helt ersätta effekten från vattenkraft. Det är OK om den gör det ibland, men om den gör det ofta så att betydande mängder vindel måste "kastas bort" så har man kanske för mycket vindkraft. Om man inte sänker priset och laddar elbilar och tillverkar vätgas för den billigare elen. Jag uppskattar, från statistiken, att vi i Sverige kan öka vindkraften med en faktor 3-4 utan att det skulle bli vanligt med att det finns "för mycket" vindel. Med dagens förbrukning.

Utbyggnad av vattenkraft – En diskussion som ofta missförstås
Att överväga nya vattenkraftverk eller att outbyggda älvar byggs ut tror jag inte är politiskt gångbart i Sverige. Inte ens att öka regleringen i befintliga reservoirer tror jag är realistiskt.
Låt oss utgå från att vi följer dom vattendomar som finns när det gäller reglering!

Vi kan med små åtgärder öka effekten från vattenkraften
Så varmt som det är nu finns det ingen risk för effektbrist i Sverige. Den svaghet som vi kan se emellanåt är att stamnätet inte vuxit i takt med förbrukningsökningen och befolkningsökningen, främst i stora städer. Elen finns, men kan inte alltid i tillräcklig grad levereras eller öka på alla orter där det behövs. Utbyggnad av stamnätet pågår, men tar tid.
Om det skulle bli -25°C en vecka i hela Sverige, och om det inte blåste den veckan, om industrin gick för fullt under veckan och om Norge inte kunde leverera vattenel till oss under den veckan så skulle vi riskera att den tillgängliga effekten inte räcker till. Vi var nära att komma i en sådan situation under en timme 2004 och under en timme 2017, som exempel.

Några rekord
2004-01-22, 08:00-09:00: 26 633 MW (all time high)
2017-01-05, 17:00-18:00: 25 855 MW (ett rekord efter 2004)

Om möjligheten fanns kunde man t.ex. släcka delar av gatubelysning eller minska temperaturen i offentliga lokaler för att eliminera risken för effektbrist i extrema situationer.

Så här kan vi göra för att enkelt öka effekten utan att förändra inom vilka gränser reservoirer regleras. Om det finns flera turbiner och generatorer i ett kraftverk, bygg ut med ännu en turbin och en generator.
Om det bara finns en turbin och en generator så kan effekten i den ökas.

Vad är då poängen med att öka effekten i vattenkraften? Jo, med mer maxeffekt i vattenkraft så kan mer vindkraft balanseras, så att både den totala effekten (mätt i t.ex. GW) och den totala mängden energi (mätt i t.ex. TWh) båda kan ökas.

https://www.svk.se/siteassets/om-oss/rapporter/2017/170626-kraftbalansen---rapport.pdf
https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:785158/FULLTEXT01.pdf

Här finns en bra redovisning av begreppet effektbrist
https://www.ellevio.se/om-oss/Pressrum/newsroom/2019/mars/effektbrist-eller-kapacitetsbrist--eller-bade-och-vi-reder-ut-begreppen/

Glöm inte effektiviteten i all energianvändning!
Vi och alla i Världen kan upprätthålla nuvarande levnadsstandard och samtidigt förbruka betydligt mindre energi. Det finns tekniska lösningar för uppvärmning, kyla, transporter, belysning och mycket annat som förbrukar betydligt mindre energi än den som förbrukas idag. Om vi vill bevara nuvarande standard i framtiden måste vi fokusera mer på energieffektivitet!
Stora datorhallar kyls fortfarande ofta med konventionell AC i stället för med frikyla, som skulle innebära en betydande energibesparing, som ett av många exempel. En större investering, men som är lönsam på sikt och som är bra för energisystemet och för miljön.

Med lite planering och framförhållning kan vi vara oberoende av kärnkraft inom 10-25 år
Jag hoppas att det är uppenbart från ovanstående hur det ska gå till.
– Öka maxeffekten i vattenkraften.
– Öka överföringskapaciteten i stamnätet (pågår).
– Bygg ut vindkraften med ca 50-100% fler vindkraftverk med nästa generations teknik med ca 4 ggr dagens effekt per kraftverk (och som levererar bättre vid svag vind) till ca 3,5-6 gånger dagens energileverans, beroende på framtida behov och förbrukning.

Undvik att placera vindkraftverk mitt i flyttfåglarnas stråk.
Vi är nästan "CO₂-fria" i elproduktionen men kan bli mer CO₂-fria. Vi kan balansera i högre grad än nu till Danmark, Finland, Estland, Lettland och Litauen så att dessa kan klara sig mer på vind och minska sina CO₂-utsläpp.
Vi exporterar redan idag el och kan exportera mer. Det är bra för handelsbalansen.

–

Eller också undviker vi att lägga alla ägg i en korg och försöker ha en mix av många olika energikällor för att bli mindre sårbara.

Vatten är billigt och används ofta vid vedeldning i fastigheter som då kan hållas varma ett dygn eller mer med en eldning.
https://energiradgivningen.se/system/tdf/ackumulatortankar.pdf?file=1

Det skulle också kunna användas för fastigheter som värms med el eller värmepumpar så att all förbrukning flyttades till natten då det finns gott om el.

Tidigare var el billigare på natten, men sådana taxor togs bort för ett par årtionden sedan. Jag vet inte varför.

När det finns gott om el skulle man kunna producera vätgas.

Vätgas har nackdelar och fördelar. Bland fördelarna är att det kan användas till nästan vad som helst inklusive bränsleceller, förbränningsmotorer, gasturbiner och uppvärmning. Per kg innehåller vätgas ungefär 3 gånger så mycket energi som bensin och diesel. Volymen är ett problem om vätgas ska användas i fordon. Tankarna blir ganska stora. Läckage är farligt eftersom blandning med luft kan brinna och t.o.m. explodera. Likt andra gaser som används som bränsle.

Det finns möjligheter att jämna ut energiförbrukningen som baseras på känd teknik. Kanske är det främst kostnadseffektiviteten som måste förbättras? Arbete med billigare bränsleceller bedrivs intensivt. Batteritekniken behöver förbättras både i energieffektivitet och i kostnad för att bli tillräckligt generellt attraktiv.

IMHO...

–

Men så tycker ju ingen. Om man vill ha något annat än vindkraft så är man en klimatförnekande nazist.

Det kan ta några dagar för isen att breda ut sig 1 miljon km². För närvarande sker det med 0,1 miljon km² per dygn.