Et elektrificeret Danmark kræver en større indsats på en række områder
Artiklen har været bragt i HVAC Magasinet nr. 2, 2025 og kan læses uden illustrationer herunder
(læs originalartiklen her)
Af Jørgen Gullev, civilingeniør
Kommissionsformand Ursula von der Leyen har bedt EU’s næste energi- og boligkommissær, danske Dan Jørgensen, om at skaffe europæerne både billig og ikke-russisk energi inden for de næste fem år. Hertil har Dan Jørgensen svaret, at han er helt enig, men har samtidig svaret med spørgsmålet: Hvordan får vi udrullet vedvarende energi nok?
I Danmark er det den nationale energikrisestab, NEKST, der skal sætte tempo på den grønne udvikling på energiområdet.
Klimalovens mål om at reducere udledningen af drivhusgasser med 70 procent inden 2030 og regeringens mål om at opnå klimaneutralitet inden 2045, vil imidlertid kræve en betydelig elektrificering af samfundet, som er betinget af en helt nødvendig udbygning og forstærkning af hele den danske elforsyning.
Den øgede elektrificering kræver etablering af et betydeligt antal nye solcelle- og vindmølleparker, herunder ikke mindst havvindmølleparker og dermed samtidig etablering af et hensigtsmæssigt antal store batterianlæg, der kan supplere og stabilisere elforsyningen fra den varierende sol- og vindafhængige elproduktion.
Som omtalt i HVAC Magasinet nr. 9/2024, side 45, har eksempelvis Københavns Lufthavn allerede sikret sig at kunne stabilisere sin elforsyning ved installation af store batterier, foto 1.
Energistyrelsen forventer, at det danske elforbrug fordobles frem mod 2030 og femdobles frem mod 2050.
Samtidig har et bredt flertal i Folketinget sat ambitiøse mål for udbygningen af vedvarende energi såvel på land i form af solcelle- og vindmølleparker som på hav i form af store nødvendige havvindmølleparker.
Elsystemernes forstærkning
Men den omfattende elektrificering kræver også en dertil svarende særdeles omfattende udbygning af elforsyningssystemet i Danmark i form af såvel nybygning som forstærkning af hele det danske elnet lige fra store højspændingsluftledninger til forstærkning af de enkelte elstikledninger eller -kabler i mange danske boligområder.
Elforsyningen består af forskellige spændingsniveauer omfattende 400 kV højspændingsanlæg med jordkabler, store transformerstationer med relativt omfattende friluftsanlæg, foto 2, samt store luftledninger, foto 3, som af Energinet benævnes elsystemets motorveje.
Efter 400 kV-anlæg følger de såkaldte netspændingsanlæg på 230 kV, der ligeledes omfatter større transformerstationer, luftledninger og jordkabler, men ved et lavere 230 kV mellemspændingsniveau.
Endelig er der det omfattende lavere spændingssystem (10-20 kV), der er sidste led i den spændingsmæssige aftrappede elforsyning af alle danske erhvervs- og boligområder, hvor el fra en lille beskeden garagelignende transformerstation i nabolaget aftages ved en spænding mellem 2 faser på 400 volt og en spænding mellem hver af de 3 faser og 0, som er 230 volt, eksempelvis i stikkontakten på væggen.
Energitabene i et elsystem er udtrykt ved produktet af strømstyrken og spændingen i systemet. Men det er strømstyrken, der giver anledning til energitabet i ledningerne og dermed i eltransmissionen. Derfor gælder det om at hæve spændingen (400 kV) i ledningerne, hvilket medfører en lavere tabsgivende strømstyrke, hvilket er væsentligt i de store eltransmissionsledninger.
Forstærkning af elsystemet betyder imidlertid, at alle barrierer for eludbygningen skal fjernes, og her spiller kommunerne med deres lokalkendskab en central rolle i den grønne elbaserede omstilling, der netop er afhængig af størst muligt kendskab til de lokale forhold, når der skal etableres nye store elnet og de nødvendige transformerstationer i lokalområderne.
Samtidig er det selvsagt kommunernes opgave at sikre det størst mulige og nødvendige samarbejde med lokalbefolkningen i forbindelse med opbakning til den udvidede elforsyning som forudsætning for den grønne omstilling i overensstemmelse med eksisterende kommuneplanlægning, hensyn til naturområder og biodiversitet m.m.
Markant udbygning
Energinet advarede allerede 12. december 2023 i en offentliggjort behovsanalyse om, at der er et markant behov for udbygning af hele det danske eltransmissionssystem i de kommende årtier, hvis elnettet skal kunne håndtere den store grønne omstilling til udnyttelse af vedvarende energi, dvs. sol- og vindenergi, i en elektrificeret fremtid, der ikke mindst også omfatter erhvervs- og industrivirksomheder.
Stadig flere elbiler og varmepumper – såvel i de enkelte boliger som store varmepumper på fjernvarmeværkerne – samt produktion af fremtidigt nyt grønt brændstof til skibe og fly udviklet ved elbaseret elektrolyse, brintfremstilling og Power-to X anlæg, figur 1, vil også bidrage væsentligt til den øgede fremtidige elektrificering.
I den forbindelse noteres, at transport og opbevaring af brint er meget kompliceret, idet brintmolekyler er ekstremt små, og hvis brintmolekyler under lagring eller transport siver ud i atmosfæren, har det samme drivhusvirkning som diverse drivhusgasser. Derfor er det ikke så enkelt for Energinet “bare” at skulle lægge et brintrør gennem Jylland ned til Tyskland.
Stigende elproduktion og batterianlæg
Der skal i de kommende år ske en voldsom stigning i elproduktionen fra solcelle- og vindmølleparker samt havvindmølleparker og dermed et lige så stort behov for transport af den producerede el i hele det danske elsystem fra 400.000 volt højspændingsledninger gennem transformerstationer til lavere spændingsniveauer – mellemspænding og lavspænding – der ender i blandt andet boligernes stikkontakters 230 volt.
Ifølge Energinet skal landvindmøller og solceller allerede i 2030, dvs. om kun fem år, producere fire gange så meget el som i dag, og el fra havvindmøller skal ifølge Energinet i samme periode femdobles.
Det er store tal, der kræver et helt andet tempo i den politiske beslutningsproces, end det hidtil har været tilfældet.
Samtidig oplyser Energinet, at hvis der ikke i det overordnede elsystems “motorveje”, dvs. højspændingsledninger og store transformerstationer, sker en markant udbygning i den omhandlede periode, så vil elsystemet i flere områder i landet blive overbelastet med risiko for afbrydelser i elforsyningen.
Men det er ikke kun overbelastning, der kan afbryde elforsyningen. Manglende solskin og vind vil med den fremtidige voksende afhængighed af el fra solceller og vindmøller skabe behov for en målrettet etablering og udbygning af store batterianlæg i det danske elsystem som omtalt i HVAC Magasinet nr. 9/2024 og nr. 1/2025.
NEKST og elnettet
NEKST-arbejdsgruppen – den nationale energikrisestab – fremlægger i overensstemmelse med ovenstående omtale af den fremtidige danske elforsyning deres anbefalinger med henblik på at sikre en helt nødvendig og hurtigere politisk beslutningsproces vedrørende udbygning af hele det danske elnet.
NEKST har offentliggjort en række anbefalinger, der skal adressere de betydelige udfordringer i udbygningen af elsystemet. Det er en nødvendig udbygning, der skal op i et helt andet tempo, end der hidtil har været politisk besluttet grundlag for.
Med den grønne omstilling, der politisk tales så meget om, er det tvingende nødvendigt, at både produktion og forbrug af netop grøn el skal stige markant i de kommende år. Derfor er det afgørende at skabe en robust og fleksibel elinfrastruktur.
Anbefalingerne fra NEKST fokuserer netop på at overkomme de politiske barrierer, der i dag forsinker udbygningen af elnettet.
NEKST identificerer blandt andet et behov for bedre koordinering mellem de forskellige relevante aktører, mere effektive muligheder for ekspropriation samt ikke mindst en tidsmæssig tidligere fokus på de nødvendige udbygninger af elnettet i kommunernes lokalplaner.
Med kommunernes funktion som både lodsejer og myndighed er det væsentligt, at kommunerne er tæt involveret i fremtidige anlægsudbygninger, der skal ske hurtigt og effektivt, men selvsagt med stor respekt for de forskellige politiske balancer i lokalområderne.
Hensynet til natur, miljø og lokalbefolkning er væsentligt og går hånd i hånd med det væsentlige behov for udvikling af elforsyningen.
En arbejdsgruppe under NEKST har blandt andet undersøgt, hvordan man mest effektivt understøtter den nødvendige udbygning af elnettet. Der foreligger i alt 34 konkrete NEKST-anbefalinger for, hvordan den fremtidige udbygning af elnettet understøttes.
Store batterier i elsystemet
Det noteres, at det kraftigt anbefales, at der skabes fuld klarhed, hvad angår de gældende regler for etablering og opstilling af de ovenfor omtalte helt nødvendige store batterianlæg, som bliver væsentlige positive anlægskomponenter i den fremtidige danske elforsyning.
Med et elsystem baseret på varierende vindmølle- og solcelle-elproduktion, dvs. el, som solen skinner og vinden blæser, er det – som omtalt i HVAC Magasinet nr. 9/2024 – helt nødvendigt, at der fremtidig overalt i det danske elsystem installeres tilstrækkelig mange store batterier, som kan supplere forekommende reduceret elproduktion fra solceller og vindmøller.
Dansk Erhverv
Ifølge Ulrich Bang, vicedirektør for klima, energi, miljø og byggeri i Dansk Erhverv, indeholder afrapporteringen fra NEKST en række gode anbefalinger. Ikke mindst understreger Ulrich Bang anbefalingen af etablering af store batterier som supplement til det fremtidige elnets solcelle- og vindmøllebaserede elproduktion.
– Dansk Erhverv har netop lanceret et elektrificeringsudspil, som påpeger, at et fremtidssikret og effektivt elnet er en forudsætning for elektrificeringen af Danmark. Jeg er meget positiv overfor, at NEKST anbefaler bedre brug af fleksibilitetsløsninger. Et effektivt elnet kræver nemlig et intelligent, digitalt og fleksibelt energisystem, hvor el automatisk anvendes, når den er billigst og grønnest.
– Samplacering og bedre muligheder for at opstille store batterier er et helt nødvendigt tiltag, som skal sikre et mere effektivt og fremtidssikret elnet. Danmark skal netop oppe sig og komme frem i bussen, når det gælder udnyttelse af store batterier og deres væsentlige bidrag til elnettets tilstrækkelighed, udtaler Ulrich Bang.
Den danske elektrificering
Med 21 konkrete anbefalinger har Dansk Erhverv i et nyt udspil foreslået, at der skal sættes turbo på elektrificeringen af det danske samfund, idet Danmark ifølge Dansk Erhverv halter bagefter, når det kommer til elektrificering.
I sit elektrificeringsudspil foreslår Dansk Erhverv derfor at prioritere 7,6 milliarder kroner til elektrificering af det danske samfund frem mod 2030. Herunder skal 5 milliarder kroner gå til et nyt effektiviserings- og elektrificeringsfradrag. Det foreslåede fradrag skal være en dansk pendant til den amerikanske Inflation Reduction Act og frisætte den samme investeringsiver som i USA i den grønne omstilling og i elektrificeringen af Danmark.
I relation til Dansk Erhvervs engagement giver det anledning til forundring hos mange, der er engageret i den aktuelle danske CO2-reducerende energiudvikling, at der ikke på opvarmningsområdet er flere folketingspolitiske initiativer, end det er tilfældet. Der savnes således flere økonomisk fordelagtige politiske initiativer til yderligere fremme af blandt andet udskiftning af naturgasfyr med elvarmepumper på såvel boligområdet som i erhvervsvirksomheder.
Fjernvarmeforsyningen
Det er i den forbindelse positivt at konstatere, at der ifølge Dansk Fjernvarme i stadig større udstrækning på fjernvarmeværker sker en udskiftning af CO2-udledende gasfyr med store elvarmepumper, foto 4, i fjernvarmeforsyningen, der fremtidig spiller en væsentlig rolle i den danske CO2-fri energiforsyning.
I fremtiden, hvor elprisen vil være lav i perioder med megen sol og vind, kan fjernvarmeværkernes eldrevne kedler og varmepumper producere overskudsvarme, der kan lagres i akkumuleringstanke eller andre former for varmelagre med henblik på senere anvendelse i lokale fjernvarmeforsyninger.
På den måde kan fjernvarmesystemer på opvarmningsområdet fungere som store batterier, der som ovenfor omtalt allerede fungerer på elområdet.
På samme måde burde der i fremtiden være få områder, hvor der er tale om at bortventilere større mængder overskudsvarme fra diverse større tabsgivende industriprocessorer som eksempelvis fra fremtidens Power-to-X, figur 1, hvor alene brintproduktion ved elektrolyse giver varmetab på 30-40 procent, og yderligere energitab opstår, når den producerede brint indgår i udviklingen af de forskellige energiformer, der er vist på figuren.
