31 March 2021. 6 min läsning

Kernekraftlogik #3: Kapacitetsfaktor

Cover image

I dagens afsnit af Kernekraft-logik undersøger vi oppe-tider på kernekraft, eller kapacitetsfaktor, som det kaldes på fagsprog. Kapacitetsfaktorer beskriver, om en energikilde leverer konstant eller ustabilt, og forklarer hvorfor kernekraft er unikt effektiv til at erstatte fossile brændsler. Men hvad betyder det egentlig, og hvorfor er det relevant at sammenligne forskellige energityper baseret på dets evne til at levere elektricitet døgnet rundt, året rundt? Læs med!

Det er værd at gentage: vores 100% støtte til kernekraft betyder ikke, at vi er imod vedvarende energikilder. Vandkraft er direkte afgørende for et fleksibelt og moderne elnet, og sol- og vindkraft laver også energi uden udslip, og er derfor at foretrække over fossiler. Men som debatten ser ud i dag, hvor magthaverne rundt om i Europa vil erstatte stabil kernekraft med et ustabilt ”100 % vedvarende”-elsystem, er det vigtigt at overveje, om det nu også er helt klogt, fra et klimaperspektiv.

Et af de største problemer, som bl.a. den svenske energimyndighed (SVK), og mange energiforskere advarer om, er manglende pålidelig el-effekt. Det sker, når elforbruget på et bestemt tidspunkt er større end elproduktionen. Danmarks elforbrug er 33 terawatt-timer (TWh), men selv hvis Danmark producerede 33 TWh vindstrøm, ville det ikke kunne dække vores forbrug på alle tidspunkter, da det jo ikke blæser hele tiden.

Med andre ord garanterer vindenergi ikke en fast el-effekt på alle tidspunkter, og da vi vil bruge strøm, når vi har brug for det, ender vi derfor med at bruge beskidt og klimaskadelig backup fra biomasse og fossiler. Nogle vil måske sige at vi bare kan gemme vindenergien, men batterier, brint og alverdens andre hypotetiske lagringsteknologier er meget langt fra at kunne rulles ud på stor skala.

Danmark har masser af vindmøller, men mangler adgang til ren og billig elektricitet døgnet rundt, året rundt. Ifølge et studie i Energy Strategy Reviews udleder Danmarks strøm 442 gram CO2/KWh, hvor Frankrigs kun udleder 78 gCO2/KWh (1), da de har masser af stabil ren energi fra billig kernekraft.

Forsyningssikkerheden vil forværres i de kommende år, når øget elektrificering, digitalisering ikke bakkes op af stabil ren energi fra kernekraft. Dette betyder, at vi i løbet af de koldere, mere vindstille og mørkere dele af året bliver vi nødt til at brænde biomasse og fossile brændsler. Hvilket er være både dyrt og dårligt for klimaet.

Det er her, vi mener, at kapacitetsfaktoren for hver energitype bliver relevant som en hjælp til at forstå problemets omfang.

Kapacitetsfaktor eller grad af udnyttelse er et nøgletal, der bruges til at sammenligne den faktiske produktion af forskellige kraftværker over en periode sammenlignet med dens teoretiske maksimale kapacitet (dvs. hvor meget energi de ville have produceret, hvis de producerede ved fuld kapacitet). Nu bliver det lidt matematisk, men du opdeler simpelthen den faktiske produktion over en tidsperiode med den maksimale teoretiske produktion ganget med den betragtede tidsperiode.

I illustrationen har vi beregnet kapacitetsfaktorerne for hver energitype i Danmark og Sverige baseret på tal fra SVK og den danske Energistyrelse. Selvom disse niveauer varierer en lille smule fra år til år, tegner de et ret klart billede af, at vejrbaseret energikilder er helt forskellige størrelser, når det kommer til stabilitet. Havde vi valgt kun at se på vintermånederne eller et dårlig vind-år, ville magtbalancen have været endnu mere til fordel for kernekraft.

Vores klimasmarteste energitype er kernekraft på 87% og er simpelthen pålidelighed i sig selv. I princippet kan kernekraft altid levere emissionsfri energi. Vandkraft når også relativt gode niveauer (54%), men er direkte afhængig af vandmængderne i floderne. Længere perioder med tørke udgør en risikofaktor for forsyningssikkerhed. Floderne bruges også som støtte til vindkraft, hvor vandgennemstrømningen er begrænset, når den blæser og åbner, når der ikke er vind.

Kolde vinteruger - hvor vi bruger mest energi - er ofte vindstille, hvilket er en medvirkende årsag til, at vindkraft ikke når mere end 31% på trods af adskillige moderat blæsende årstider og stærk ekspansion. Danmark har 6,32 gigawatt vindkapacitet (2). Hvis møllerne leverede alle årets 8760 timer, vil de producere 55,3 Terawatt-timer. Men da det ikke blæser hele tiden blev det kun til 17 TWh faktisk produktion (3). Altså leverede møllerne kun 31 % af deres teoretiske maksimum. Solenergien ligger omkring 11 %.

En god metafor er at se kapacitetsfaktoren som en flok medarbejderes faktiske arbejdsindsats i løbet af en normal otte timers dag på en fabrik: Atomkraft holder ikke mange pauser og giver næsten syv timers arbejde. Vandkraft har fire og en halv times effektiv tid og bruger meget tid på hvile, kaffe og sladder ved vandmaskinen. Det er dog intet i forhold til Vindkraft, der næppe får 3 produktive timer på en arbejdsdag, eller Solkraft, som bestemt har forbedret sin præstation gennem årene, men stadig kun arbejder 54 (!) Minutter pr. arbejdsdag i denne hypotetiske fabrik, som repræsentere Danmarks elproduktion.

Baseret på en sådan sammenligning kan der med rette sættes spørgsmålstegn ved, at ledelsen ikke vælger de mest effektive kerne-medarbejdere, men i stedet satser på ustabile medarbejdere, der har brug for støtte gennem store investeringer og incitamenter.

Den lave kapacitetsfaktor ved vejrbaseret energi betyder altså beskidt backup og dermed højt klimaaftryk, men den lave pålidelighed har også stor effekt på vores samfundsøkonomi: Kernekraft behøver ikke backup, men vind og sol kræver, at man har et fuldskala backup-system stående klar til at tage over, når vejret ikke arter sig. Det er hamrende dyrt at have to separate fuldskala-systemer, og det koster fællesskabet dyrt.

Det betyder, at man ikke kan lave en-til-en prissammenligninger mellem vejrbaseret energi og kernekraft, med eksempelvis LCOE-estimater (levelised cost). LCOE kigger nemlig kun på prisen på selve vindmøllen, og ikke de enorme backup - og systemomkostninger, som en forsyning baseret på vind forårsager. Når man taler om vejrbaseret energi skal man i stedet bruge målet system-LCOE, der inkluderer skyggeomkostningerne. Vindenergiens system-LCOE er mere end dobbelt så høj som dens LCOE. Ved kernekraft er LCOE og System-LCOE ens, da kernekraft ikke kræver backup, og LCOE er derfor et meningsfuldt estimater, når det kommer til kernekraft.

Ifølge 2020-data fra det Internationale Energi Agentur(IEA) koster nybygget landvind 50 $/MWh, hvor nybyggede kernekraftværker lander på 43 $/MWh. System-LCOE for vindenergi bliver altså minimum 100 $/MWh, hvor at System-LCOE er blot 43 $/MWh for ny kernekraft. Priserne er trukket ud af IEA’s database ved en 4 % rente (4).

Vi har vedhæftet links til en bunke videnskabelige studier, hvoraf det mest interessante er ”System LCOE: What are the costs of variable renewables” af Ueckerdt. et.al. 2013. Den banebrydende studie finder, at vindenergiens system-LCOE er dobbelt så høj, som dens LCOE. Fundene fra dette studie er blevet bekræftet af forskere fra MIT, OECD og Storbritanniens energistyrelse, der også finder at vindenergiens system LCOE er omtrent dobbelt så høj som dens LCOE.

Myten om at kernekraft er dyrt og at vind og sol og er billigt holder altså ikke, når man tager et mere seriøst syn på sagen. Det er ærgerligt at energidebatten tit bliver så overfladisk, for der forhindrer offentligheden i at indse kernekraftens unikke potentiale, til at sikre hurtig og permanent omstilling, til ren energi uden fossil backup.

_______________________________________________________

Kilder:

_______________________________________________________

Danmarks første elselskab med 100% kernekraft

  • Minimerede emissioner, pålidelig strøm og uberørt natur
  • Variabel af timepris, lynhurtig kundeservice, ingen bindingsperiode
  • Forskningsstøtte per solgt kWh - til fremtidens atomkraft
  • Skriv dig op til landets mest rationelle elaftale i dag

_______________________________________________________

Sign up