I en forhåbentlig ikke så fjern fremtid, når vi udfaser fossile brændsler, får vi brug for et massivt energilager til at komme igennem vinteren. Det drejer sig om adskillige TWh for Danmark, alt efter hvordan vi sætter energisystemet sammen.
Vi taler altså om en kapacitet, der svarer til millionvis af bilbatterier (50-100 kWh), så selvsagt ikke noget vi lige klarer med Li-ion batterier. For kapaciteter af den volumen er det nærmest kun gaslagre, der kan bruges. Danmarks naturgaslagre er på ~12 TWh.
Biomassemangel
De fleste, der har interesseret sig for PtX, er nok også bekendt med, at biomasse (grønt fra naturen minus mad) bliver en knap ressource verden over, som vi skal bruge med omtanke, når vi udfaser fossiler. For de grønne kulstofmolekyler skal blive til forskellige brændstoffer, plastik, kemikalier og i højere grad indgå i vores bygninger.
Før vi får set os om, er de alle brugt, viser de seneste rapporter på biomassepotentialer og projicerede behov.
Kolleger fra universitetsverdenen foreslår sågar, at vi i høj grad skal anvende direkte CO2-fangst fra atmosfæren, også fordi vi skal reducere indholdet af CO2 i atmosfæren over tid. Så i det perspektiv kunne man måske tænke, at det er helt tosset at anvende disse dyrebare grønne kulstofmolekyler til sæsonlager.
Hvad er alternativerne?
Alternativerne er ganske dyre. Hvis vi først skal producere gas til lager med PtX (fx af brint eller ammoniak) og dernæst omsætte denne effektivt i gasturbiner eller i brændselsceller (XtP), ender vi med halvstore tab; 50-75 procent – alt efter brændstofteknologivalg.
Så hvad gør vi så?
Et alternativ er, hvad jeg kalder ”biomassebatteriet”, og er illustreret på nedenstående figur.
Det er i og for sig ganske enkelt: Vi skal anvende ”grønt” affald (i fjern fremtid må vi antage, at alt affald er grønt) og dernæst biomasse i kraftvarmeværker, når vinden ikke blæser, og Solen ikke skinner.
Men vi skal huske at fange den grønne CO2 fra disse og lagre den, til når vinden blæser igen, da vi så kan anvende CO2’en i PtX og producere grønne brændstoffer. Vi får stadigvæk brug for et gaslager, men CO2 er billigere at lagre og håndtere end fx brint.
Fordelen er, at vi har det meste af infrastrukturen allerede, CO2-fangst er godt på vej, og gaslagre er forholdsvis billige at oprette. Kraftvarmeværkerne har sågar den rette kapacitet til at kunne balancere nettet.
Ilt i forbrændingen
Man kunne sågar forestille sig, at ilt fra elektrolyse bliver anvendt direkte i forbrændingen i fremtidige anlæg (oxy-firing), således at vi nærmere taler om en oprensning af CO2’en end fangst (ingen nitrogen i røggassen). Ren ilt kan dog være problematisk at håndtere, men med opblanding med CO2 kan dette problem afhjælpes.
Til gasformig biomasse (biogas, forgasset biomasse) kan vi også anvende højtemperaturbrændselsceller (SOFC) med væsentligt højere virkningsgrad og få et direkte output af CO2 – gassen skal dog lige renses, inden den bliver anvendt i brændselscellen.
Nedlægge kraftvarmeværker?
Dette bider selvfølgelig ind i debatten om, hvorvidt vi skal nedlægge vores kraftvarmeværker, men også ind i debatten om, i hvor høj grad vi skal sortere vores affald.
For hvis affald er et billigt sæsonenergilager sammenlignet med dyre PtX- og XtP-løsninger, hvorfor så ikke pine det sidste energi ud af affaldet?
Alternativet er fx at anvende nye pyrolyseanlæg til blot at omsætte bl.a. husholdningsplastik til syngas og sidenhen producere plastik igen. CO2’en, der bliver fanget fra diverse ovenstående XtP-løsninger, skal jo blot tilsættes den smule mere brint, så kan vi lave plastik, når vinden blæser igen.
Kort sagt: en billig løsning, hvor vi genbruger vores eksisterende infrastruktur, og hvor vi omgår tabene ved produktion af et dyrt brændstof først. Det er en løsning, som vi ganske hurtigt kan sætte ind med.
Ideen er dog ny, og for at lykkedes er der flere tekniske forhold, som skal undersøges – såsom kraftvarmeværkernes fleksibilitet, lagerstabilitet af biomasse og affald, oxy-firing, skiftet til højtemperaturbrændselsceller og generelt set interaktionen med andre grønne teknologier.
