Sol över KVA

Posted on May 5, 2008

6


Kungliga Vetenskapsakademins energiutskott arrangerade idag ett internationellt seminarium om solenergi och dess framtida potential. I de diagram som olika föredragshållare visade så skall något som är en procent av den globala energitillförseln i framtiden runt 2100 vara världens ledande energikälla. Om du tar fram en kartbild över hela Afrika på en A4-sida så räcker det med ett tumavtryck i Sahara för att hitta resurser för hela världens energibehov, problemet är att förvandla denna energi till energi som vi kan använda. För att förstå problematiken kan vi konstatera att vi idag är ca 6 miljarder personer på klotet och den tillgängliga energin räcker egentligen bara till 5 miljarder med viss omfördelning. År 2100 beräknas vi vara 10 miljarder personer på jorden och då vet vi att Peak Oil, Peak Gas och Peak Coal har förvandlat tillgänglig energi så att det bara räcker till 2 miljarder personer. Bioenergi som nu klarar utav 0.6 miljarder kan kanske ökas till 1 miljard och resterande 7 miljarder personer måste förlita sig på solenergin. I dessa scenarier var kärnkraften urfasad och så är nog inte fallet, men att den skall klara 7 miljarder är uteslutet. Solenergin måste in i bilden. Detta är naturligtvis lätt att säga och vad seminariet skulle belysa var de olika möjligheterna.

 

De olika solcellerna diskuterades utifrån framtida effekter, materialbrist och produktionskostnader och entusiasterna såg allt i rosenrött. Det enda som krävdes var olika subventioner under en övergångsperiod på kanske 20 år. Framförallt vad det viktigt att man inte slutade för tidigt med subventionerna.

 

Själv frågade jag hur man såg på effektproblematiken, dvs det faktum att solen i genomsnitt bara lyse 12 av dygnets 24 timmar och att det är fler timmar på sommaren än på vintern. Om Sverige skulle ha 10.000 megawatt installerad solcells effekt och solen lyste hela dagen på dem under en sommardag så skulle vi vara tvungna att stänga all annan elproduktion eftersom behovet är just 10.000 megawatt. Framåt kvällen skulle man vara tvungen att starta upp allt igen och en sådan obalans är inte bra för systemet. 

 

I Tyskland har man nu installerat så mycket vindkraft och så många solceller så att man har problem med effektregleringen som till stor del måste göras genom att kolkraftverken får köras upp och ner i systemet. Konsekvensen av detta är att man nu släpper ut mer koldioxid och det var ju inte tanken. De tyska experterna som var där såg lite plågade ut då man höll med om problemen, men det fanns en lämplig utredning att referera till.

 

Den solenergi som inte har samma effektproblem som solceller är ”Concentrating Solar Power”. Med speglar kan man koncentrerat solens energi mot torn fyllda med vatten och under högt tryck kan temperaturen höjas till flera hundra grader. Då trycket minskar bildas ånga som kan ledas till en turbin och vi får elektricitet, även då solen inte skiner. Här har vi framtidens solenergi från världens öknar och med ny teknik från ABB kan leda strömmen till stora delar av världens befolkning. Vi är inte där än men tekniken inger förhoppningar om framtiden.

Sun over the Swedish Royal Academy of Sciences

Today the energy committee of the Royal Academy of Sciences organised an international symposium on solar energy and its future potential. In the diagrams that different speakers presented we saw that this energy source that currently constitutes 1% of the world economy’s energy supply will become the leading source of energy by 2100. If one draws a map of the whole of Africa on an A4-page then a thumbprint in the Sahara represents a sufficient area in which to find solar energy resources for the entire world’s energy needs. The problem is to convert this energy into energy that we can use. To understand the scale of the problem we can assert that, today, there are approximately 6 billion people on the planet and the accessible energy actually is only sufficient for 5 billion (with a certain amount of redistribution). In 2100 we are estimated to be 10 billion people and we know that Peak Oil, Peak Gas and Peak Coal will have transformed the accessible energy situation so that there is only sufficient for 2 billion. Bioenergy, that can currently provide for 0.6 billion can maybe increase to provide for 1 billion and the remaining 7 billion must rely on solar energy. In these scenarios nuclear energy has been phased out and, while this will probably not occur, nuclear energy certainly cannot provide for 7 billion. Solar energy must be part of the picture. This is, of course, easy to say and what the symposium meant to show was the different possibilities.

 

 

The different types of photovoltaic cells were discussed without consideration of future effects such as shortages of materials and production costs and the enthusiasts saw everything through rose-coloured glasses. All that was required were various subsidies during a transition period of maybe 20 years. The most important thing was that the subsidies should not end too soon.

 

I asked what they thought about the problem of output, i.e. the fact that the sun, on average, shines for only 12 of a day’s 24 hours and that there are more daylight hours in summer than in winter. If Sweden had installed solar cells giving 10,000 megawatts of output and the summer sun shone on them all day then we would be forced to shut down all other electricity production since our needs are only 10,000 megawatts. Towards evening we would be forced to start up all the other electricity production again and such imbalance would not be good for the system.

 

In Germany they have installed so much windpower and so many solar cells that they have difficulty regulating output. They do it mainly by bringing electricity from coal-fired power stations in and out of the system. The consequence is that they are now emitting more carbon dioxide than previously and, of course, that was not the intention. The German experts that were there looked a little troubled when discussing the problem but there is a suitable study to refer to. 

The form of solar power that does not have the same output problem as photovoltaic cells is ”Concentrating Solar Power”. With mirrors one can concentrate the sun’s energy against a tower filled with water and, under high pressure, its temperature can be raised to several hundred degrees. When the pressure is subsequently reduced steam is produced that can be directed through a turbine to produce electricity, even when the sun is not shining. Here we have the solar energy of the future from the world’s deserts and, with new technology from ABB, we can distribute the power to large parts of the world’s population. We are not there yet but the technology gives hope for the future.

Posted in: Dagsaktuellt