Går elektriske biler på kullkraft?

Stadig vekk påstås det at elbiler går på kullkraft, og at de derfor forurenser minst like mye som biler med moderne forbrenningsmotorer. Sist ut pr. dags dato er Dagbladets Astrid Meland med god hjelp fra Bjart Holtsmark og Steinar Strøm i artikkelen "Elbiler og resirkulering uten miljøeffekt" den 24.06.2011. Dagbladet legger full tyngde bak Holtsmarks og Strøms vås.

Det er ikke korrekt at elbiler går på kullkraft. Dagbladet, Holtsmark og Strøm har misforstått hvordan strømnettet fungerer og hvordan elbiler belaster det.

Sammendrag for de som ikke orker å lese:

Marginal kraft består ikke av kullkraft.

Det er riv ruskende galt å bruke begrepet marginal kraft i forbindelse med en så langsom prosess som innfasing av elektriske biler.

Merforbruket fra en fremtidig totalelektrifisert europeisk bilpark er så liten at den for det meste kan tas unna med eksisterende generatorkapasitet.

Belastningen på strømnettet fra elbiler kommer i hovedsak på det gunstigst mulige tidspunkt - om natten, når det er kraftoverskudd i strømnettet.

Elbiler har mange andre fordeler som er minst like viktige som CO₂-utslippet, for eksempel mulighet til å kjøpe utslippsfri kraft og muliggjøring av rensing av CO₂-utslipp. Disse og mange fler ignorerer Dagbladet, Holtsmark og Strøm totalt.

Nærmere forklaring:

Dokumentet [1] som oppgis som grunnlag for påstanden om at elbiler kan gi 50% mer co2-utslipp enn moderne fossilbiler tar utgangspunkt i at marginal kraft i Europa kommer fra kull, og at økningen i etterspørselen etter elkraft som følge av økt elbilbruk dermed må betraktes som marginal kraft fra kull, og legger til grunn bruk av eldgamle kullkraftverk med 37% virkningsgrad. Dette er firedobbelt feil. For det første genereres ikke marginalkraften med kull, men med gassturbiner og vannkraft. Dette kan lett verifiseres med Wikipedia og Google. Det er mulig de tenker på reservekraft i stedet. For det andre er det riv ruskende galt å bruke marginalbegrepet om en så langsom prosess som innføring av elektriske biler. Det er direkte skammelig at økonomene Holtsmark og Strøm ikke vet bedre, om så virkelig er tilfelle. For det tredje utgjør økningen i strømforbruk fra en totalelektrifisert europeisk bilpark omtrent fem prosent, som det meste av tiden kan tas unna med eksisterende generatorkapasitet. For det fjerde lades elbiler for det aller meste om natten, når det som regel er kraftoverskudd i Europa uansett.

Ettersom det er umulig å ta vare på elektrisk kraft må den brukes i samme øyeblikk som den genereres. Man kan ta vare på energien på forskjellig vis (batteri, pumpekraftverk o.a.), men selv slik kapasitet er svært begrenset.

Etterspørselen etter elektrisk kraft varierer sterkt i løpet av døgnet og med sesongene. For å møte den varierende etterspørselen etter elektrisk kraft finnes det mange forskjellige typer kraftanlegg, i flere forskjellige kategorier.

Grunnlasten (base load) er den kraften som alltid skal genereres. Den er billig å produsere og leveres i Europa for det meste fra store kull- og atomkraftverk. Spisslasten (peak load) er navnet på ekstra kraftbehov utover normal maksimal døgnbelastning og svært kortsiktige svingninger. Sesongvariasjonene skaper også variasjon både i base load og peak load - sommeren krever luftkondisjonering, om vinteren øker grunnlasten fordi husene skal varmes opp mer. I tillegg finnes det en økende andel vindkraft som man ikke kan kontrollere tilgjengeligheten av - den må genereres når vinden blåser.

Når man skal balansere tilbud og etterspørsel i det elektriske nettet vil man forsøke å dekke grunnlasten med store, kostnadseffektive kraftstasjoner. Dette er de dyreste anleggene å bygge, men de billigste i drift. De er bygget for å kjøre kontinuerlig. Det tar noen timer å gå fra lav belastning til full belastning i et stort kullkraftverk, og det er mest økonomisk å kjøre på full belastning hele tiden, siden investeringen er stor, driften rimelig, og varierende last går ut over virkningsgraden og gir mer slitasje.

Kraftanlegg som skal ta seg av spisslasten er derimot bygget for å kunne reguleres raskt, og de kan slås helt av når det ikke er behov for dem. Disse går ofte på vannkraft eller naturgass. På norsk kalles dette svingkraft.

Mellom disse typene finnes kraftverk som er såkalt load-following. Disse kan reguleres, men forholdsvis langsomt. De følger lastkurven gjennom døgnet, og er ofte basert på gassturbiner som brenner naturgass, kombinert med en dampturbin som tar ut varme fra eksosgassen. Noen atomkraftverk kan også kjøres på denne måten. De er dyrere per kilowattime enn verkene som tar seg av grunnlast, men mye mer effektive enn verkene som dekker opp spisslasten.

I tillegg finnes det reservekraft. Dette er kraftverk som i utgangspunktet er lagt i møllposen, men som kan fyres opp igjen med et visst forvarsel. I Norge har vi mobile gasskraftverk, i Danmark har de en del utrangerte kullkraftverk i reserve som startes opp når Norge er i ferd med å slippe opp for vann.

Påstanden om at elbiler går på kullkraft bygger på idéen om marginal elektrisk kraft. Dette er forsåvidt et nyttig begrep, men det kan ikke brukes i denne sammenhengen.

Marginal elektrisk kraft på et bestemt tidspunkt er den genereringskapasiteten som vil bli benyttet til å dekke en ny økning i kraftforbruket på dette tidspunktet. I mangel av vannkraft vil den bli generert av ineffektive, men lett regulerbare gasskraftverk. Den marginale kraften er den kraften som er mest konkurransedyktig av den kraften som ikke er tilstrekkelig konkurransedyktig til å allerede være i bruk. I den marginale kraften inngår ikke kull- og atomkraft, den er ikke tilstrekkelig regulerbar. Heller ikke solkraft eller vindkraft inngår, siden man ikke kan bestemme når det skal blåse eller når sola skal skinne. Nedlagte kraftverk som holdes i reserve for å møte sesongtopper er også noe annet enn marginal kraft, dette kalles reservekraft.

Felles for svingkraft og reservekraft som ikke kommer fra vannkraft er at den er ineffektiv og kostbar. Dersom en situasjon skulle oppstå hvor det stadig er bruk for mye reserve- eller svingkraft, så vil flere "base load" og "load-following" kraftverk bygges ut. Dette kommer av at kraftprisen må være svært høy før det brukes mye slik kraft, og dermed vil tilbudet øke.

Her har det gått aldeles galt for elbiler-går-på-kullkraft-argumentet. Marginal elektrisk kraft består ikke av kullkraft, men er drevet av vann og naturgass. Om Holtsmark og Strøm tenker på reservekraft, som faktisk er drevet med kull, så tar de også feil, for denne kraften er bare i bruk i korte perioder om vinteren.

Flere arbeider som forsøker å regne på miljøbelastningen ved bruk av elbiler og plug-in hybrider tar utgangspunkt i marginal elektrisk kraftmiks for å beregne utslipp, ut fra en antakelse om at elbiler utgjør en ny etterspørsel. Men som en av dem kommenterer: "Over a longer term, as vehicle recharging and alternative fuel production become more predictable, their demand may be incorporated into utility planning. In that case, it may not be appropriate to simply attribute the generation from the last plants brought online to light-duty transportation. Such analysis and discussion is left for future work, however."

Elektrisitetsprodusentene planlegger allerede hvordan de skal utnytte elbilenes batterikapasitet på best mulig måte. Elbiler står for en jevn og lett beregnbar etterspørsel. Det aller meste av elbil-lading vil foregå om natten, hjemme i eierens garasje. En liten andel vil være lading mens eieren handler eller arbeider. Tidspunktet for når de skal lades kan også reguleres ved å tilby lavere pris. Dette er kraftprodusentene fullt klar over, lading av elbiler om natten er faktisk den perfekte typen etterspørsel - den øker grunnlasten, og jevner ut svingningene i etterspørsel mellom natt og dag, slik at produsentene kan øke andelen store kraftstasjoner med høy virkningsgrad og få utnyttet produksjonsutstyret bedre.

Som neste steg planlegges det fjernstyrt kontroll med elbil-ladingen, eller til og med at elbilene kan levere ekstra strøm til nettet når belastningen er som størst.

Det er også ofte slik at det er overskudd av kraft om natten. Dette kommer av at grunnlast-kraftverkene kjører døgnkontinuerlig, og hvis det blåser om natten kan det rett og slett bli for mye kraft. Ved flere tilfeller har kraftprisen blitt negativ - man har altså krevd penger for å ta imot strømmen.

Elbiler vil ikke utgjøre noen overraskende impuls av etterspørsel som må dekkes av svingkraft - økningen i etterspørsel som følge av elbiler vil utgjøre en meget jevn stigning, som burde være temmelig enkel å forutsi fra ett år til et annet. Økningen fra hver elbil vil også vedvare inntil bilen blir skrotet etter 15 til 20 år. At horisonten er såpass lang gjør investeringsbeslutninger lettere å ta.

Å anta at en jevn, forutsigbar og permanent økning, for det meste i grunnlasten, faset inn i løpet av de neste 30 årene, vil bli dekket med marginal kraft eller reservekraft er åpenbart helt på jordet.

I tillegg er det en del andre forhold som Holtsmark har glemt å ta med i betraktningen, eventuelt bevisst valgt å ignorere. Elbilen konsoliderer millioner av små utslipp til noen få store, som potensielt kan renses. Olje er etter alle solemerker i ferd med å bli en svært knapp ressurs. Elbilene vil øyeblikkelig gjøre bruk av enhver forbedring i elnettets miljøprofil, mens ny forbrenningsmotorteknologi kun tas i bruk via skroting av gamle biler. Elbilister kan velge hvem de vil kjøpe kraften sin av, de kan velge å kjøre på utslippsfri energi, mens brukere av fossile drivstoffer ikke har noe valg.

Hvis man vil beregne CO₂-utslipp fra elbiler må man ta utgangspunkt i den generelle kraftmiksen og eventuelt korrigere for de opprinnelsesgarantiene som elbilistene og elbilfabrikantene kjøper.

Hvordan økonomiprofessorer og forskere i SSB klarer å komme til så forferdelig gale konklusjoner og attpå til stå frem med dem kan jeg bare spekulere i. Like ille er det at Dagbladet svelger alt rått uten å undersøke sannhetsgehalten i påstandene.



2500 TWh totalt forbruk i 2004 http://www.eea.europa.eu/data-and-maps/indicators/en18-electricity-consumption/en18-electricity-consumption/at_download/file

Negativ kraftpris: http://archer-energy.com/index.php?option=com_content&view=article&id=69:danish-wind-farm-owners-face-negative-electricity-prices&catid=1:latest-news&Itemid=50