JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.
söndag 28 november 2021 VECKA 47

Hur skulle elnätet fungera om det bara fanns vind- och solkraft, inget sätt att lagra energi och inga internationella elledningar? Inte så bra alls – inte ens det gigantiska landet Brasilien nära ekvatorn skulle klara sig på egen hand under årets alla timmar.

En fråga till: vad är syftet med detta underliga tankeexperiment?

Jo, det är några amerikanska och kinesiska forskare som räknat på hur vind och sol kan fungera som ”pusselbitar” i olika länder och regioner i ett framtida omställt elnät.

Eftersom det inte alltid blåser och solen inte alltid lyser överallt, behövs fler komponenter i elförsörjningen. Forskarna svarar på hur mycket som krävs i olika länder med sina olika klimat och förbrukningsmönster.

Ytterligare en förutsättning i extremscenariot ovan är att sol- och vindkraften bara är dimensionerad för att kunna alstra exakt årskonsumtionen. Under alla dessa förutsättningar skulle efterfrågan på el i länderna bara kunna uppfyllas mellan 72 och 91 procent av tiden, i snitt 83 procent.

Simuleringen bygger på historiska data varje timme under 39 år (1980–2018) för 42 industrialiserade länder.

Forskarna ställde därefter fler frågor: vad händer om vi adderar tre timmars energilager? Tolv timmar? Vad händer om vi adderar 50 procent överkapacitet? 200 procent? Vad händer om det går att flytta el mellan länder?

Ur sina sammanlagt 300 000 år av simuleringar kan forskarna göra tusen små spaningar. Är du ett stort land nära ekvatorn, som Brasilien, så klarar du dig långt på egen hand i extremscenariot. Är du ett litet land långt från ekvatorn, som Tyskland, klarar du dig dåligt.

Addera 12 timmar energilager så uppfylls efterfrågan mellan 83 och 94 procent av tiden (i snitt 90). Med 50 procents överkapacitet: 83 till 99 procent (i snitt 94). Med båda greppen: 89 till 100 procent av tiden (i snitt 98).

Vattenkraft finns inte i någon av simuleringarna. Inte heller kärnkraft, biobränslen, vätgas, fossilkraft med koldioxidinfångning, och så vidare. För syftet är som sagt att vrida och vända just på pusselbitarna ”sol” och ”vind” och se hur de fungerar i olika länder.

Simuleringarna reder bland annat ut den optimala balansen mellan vind och sol. Där dominerar vind i de flesta länder, särskilt i de länder som är långt från ekvatorn. En förutsättning i simuleringarna är att eldistributionen inte är en flaskhals inom länderna. En begränsning är att mycket smetas ut till medelvärden och det exempelvis inte alltid går att effektivisera genom att placera vindkraft där det blåser som mest. 

Simuleringarna bygger på historiska data och har tusen förutsättningar som kan komma att förändras.

Forskarna undersöker även vilken skillnad det gör om världsdelarnas elnät binds samma och till och med kontinenternas.

Hela rapporten kan du läsa här, publicerad i tidskriften Nature. Och här har du de kommentarer som anonyma forskare gjorde innan Nature beslutade sig för att publicera rapporten, i den producedur som kallas peer review, kollegial kritik.

Andra forskare har tidigare kommit fram till liknande resultat efter att ha angripit frågeställningen på andra sätt. I exempelvis en komplett design av en framtida elförsörjning för USA fick sol och vind ungefär den roll som den här simuleringen visade att de kunde ha.

Det gemensamma förutsättningen för forskningsprogrammet är ambitionen att maximera bidraget från vind och sol.

En av många spaningar: ju större land, desto mer av behovet kan täckas av sol och vind som konsumeras samtidigt som den produceras. Diagrammet visar hur många timmar under året som produktionen kan möta efterfrågan under förutsättning av 12 timmars energilager och 50 procents överkapacitet.

MER LÄSNING:
 
SENASTE KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus