Industriprocessen

Her en løsning med udgangspunkt i Arla i Videbæk. Det  klassiske problem, er hvor VE (vind og sol) skaber ubalance, men her ved at bruge industrien (Arla) som en gigantisk “stødpude” og elvarme med termisk batterier, som et decentralt batteri i landets huse herved opnås de store synergier der skaber værdi, som derfor kan understøtte meget store investeringer.  

Her opskriften på hvorfor et samlet projekt til 3 mia. med udgangspunkt i et projekt  i Videbæk, kan forsyne 120.000 husstande med strøm og heraf 1/3 med el-varme,  er en langt overlegen løsning til alle alternativer hos Arla, og de individuelle varmeløsninger med varmepumper og fjernvarme:  

Bosch elektrisk dampgenerator se Link 

Dualisme ved industrien der virker: 95 % af al dansk procesenergi til den danske industriproduktion kan drives af damp fra en el-dreven dampgenerator eller fra spilddamp fra kraftværker som forsyner el-nettet. En industriproduktion sammen med et givent antal elforbrugere kan altså altid aftage den varierende elproduktion VE yder. I takt med at VE reducerer produktionen indkobles kraftværket gradvist og i stedet for at efterspørge strøm til produktion af procesenergi  yder kraftværket strøm til el-nettet og spilddampen overtager forsyningen med procesdamp. 

 Ved mejeriet i Videbæk har der siden 2015 virket et biogasanlæg som producerer 300.000 Mwh biogas årligt. Gas som omsættes i gasmotorer, hvor næsten halvdelen ender som strøm, 35 % til procesdamp og 10 % ender som  fjernvarme til Videbæk. Men langt den overvejende strømproduktion fra anlægget i Videbæk er ubrugelig og får flere og flere møller i det vestjyske til at stå stille. 

Godt nok bruges strømmen direkte på mejeriet, men som bevirker at mejeriet afskriver sig lokal VE strøm, som nu bliver overflødig.  Projektet blev lavet for at kunne levere brugbar procesdamp til mejeriet hvor altså kun 1/3 af biogassens energiindhold ender som brugbar procenenergi, og mejeriets behov for proceseenrgi er langt større end den mængde biogasmotorerne leverer og naturgasforbruget er derfor meget stort hos Arla.

Systemkonfiguration med et biomassekraftværk som leverer strøm til el-nettet og til en elektrolyseproces som producerer metan (Naturgas), se 

Havde man i stedet investeret i det skitserede projekt i Videbæk og et projekt som var så  stort, at projektet kunne levere hele mejeriets behov for procesdamp – ja så behøvede man ingen støtte og mejeridriften kunne se frem til meget billig energi, når den fossile naturgas som dækker langt den overvejende del af forbruget ved Arla, kunne fravælges. 

Gasmotorerne ved Arla har leveret 11 MW procesdamp alle årets timer, og har kun leveret en mindre del af mejeridriftens behov. Hvis man forudsætter at Arla har et gennemsnitlig effektbehov på 40 MW som så kan variere fra 20 til 60 MW, når mejeriet samlet bruger 500.000 MWh damp årligt. 

Nu opstilles et 30 MW (el) og 60 MW biomassekraftværk ved mejeriet sammen med 60 MW eldrevne dampgeneratorer, der virker 20 MW et elektrolyse med metanproduktion som yder 13 MW metan.  

Mejeriet forsynes nu enten af spilddamp fra kraftværket eller af eldrevne dampgeneratorer. 

Nu omsættes biogassen ikke i mejeriet mere, men renses og gemmes på gasnettet sammen med produktionen af syntetisk metan fra eletrolyseprocessen og den årlige produktion fra anlægget i Videbæk er nu 410.000 MWh metan ,hvoraf  de 110.000 MWh kom fra elektrolyseprocessen, og resten fra det nuværende biogasanlæg.

Den dualistiske systembalance  der skaber værdi: 

Kapaciteten på anlægget er præcist afstemt efter mejeriets behov for procesdamp, som kan svinge mellem 20 og 60 MW og er i gennemsnit 40 MW. Når systemet kører, fungerer det som en glidende overgang mellem biomasse og vindstrøm:

• Ved fuld belastning: Kraftværket yder sit maksimale (30 MW el og 60 MW damp). Her dækkes Arlas dampbehov direkte af spildvarmen fra elproduktionen, mens strømmen føder elektrolyseanlægget.

• Ved høj VE-produktion (Vind/Sol): Når elnettet flyder over med grøn strøm, overtager de eldrevne dampgeneratorer produktionen af damp. Kraftværket drosles gradvist ned, og elektrolysen kører nu primært på overskudsstrøm fra vindmøller.

Den økonomiske genvej i metanproduktionen

Det geniale i regnestykket opstår, når man ser på energiforbruget bag den syntetiske metan:

Da Arla under alle omstændigheder skal bruge damp for at køre mejeriet, betragter vi damp-produktionen som “basisudgiften”. Når elektrolysen kører på en blanding af 70 % vindstrøm og 30 % strøm fra kraftværket, er det reelt kun den ekstra mængde brændsel (halm), der skal til for at skabe strømmen, som belaster metan-regnskabet.

Kort sagt: Metanproduktionen bliver en billig sidegevinst, fordi den “hægter sig på” en eksisterende dampproduktion, der alligevel skulle køre.

De gasmotorer som i dag virker ved Arla de har kostet ca. 100 mio. Et 30 MW  biomassekraftværk med 20 MW elektrolyse, det koster 1 mia.. og alene den årlige kapitaludgift udgør 60 mio. 

Når økonomien kan hænge sammen så er det bl.a. den termiske el-radiator med lager i husstande med elvarme, som gør det mulig. 

En elradiator med 20 KWh lagerevne, som kan varmes om natten med strøm eller når der er VE strøm tilgængelig i el-nettet, og radiatoren kan opvarme rummet hvori den virker i dagtiden (uden at bruge strøm) se 

Det samlede projekt ved Arla virker nu sammen med 120 MW nye naturgasmotorer, hvor mindre motorer virker ved boligforninger, ved mindre industrier eller ved fjernvarneværker hvor spildvarmen fra el-produktionen kan udnyttes, netop nǻr motorerne er i drift. 

De 410.000 MWh bionaturgas som årligt produceres  ved Arla i Videbæk kan yde op til 200.000 MWh strøm i større effektive naturgasmotorer.

Netop denne strømproduktion, som kan indsættes netop når VE ikke yder produktion, og kan supplere  elopvarmende huse om natten vår VE de få dage om året, hvor VE ikke yder produktion. Og i dagtiden kan strømproduktionen indsættes som supplement til det alm. elforbrug når VE ikke yder produktion. 

250 MW gasmotorer kan forsyne 40.000 husstande med el-varme når strømbehovet leveres om natten og yderligere 80.000 husstande i dagtiden med et  el-behovet til forbrug hvor gasmotorer leverer supplementet til VE. 

Økonomien:  

Vi står over for et valg: Skal vi investere milliarder i dyre fjernvarmerør og komplekse individuelle varmepumper, eller skal vi bruge energisystemets eksisterende logik?

1. Milliardbesparelsen på installationer

Ved at vælge den “rene” elvarme med termiske varmebatterier (lagring i rummet) i stedet for fjernvarme eller individuelle varmepumper, ændres regnestykket fundamentalt for de 40.000 husstande:

• Alternativet (Fjernvarme/Varmepumpe): En udgift på 120.000 – 200.000 kr. pr. husstand.

• NHsolution-modellen: En installation til ca. 30.000 kr. uden vedligeholdskrav i 30 år.

• Samlet samfundsbesparelse i etableringsfasen: Mellem 5 og 8 milliarder kroner.

Det er denne enorme besparelse, der gør det muligt at finansiere de nødvendige 250 MW naturgasmotorer til 1,8 mia. kr., som sikrer forsyningen, når vinden ikke blæser.

2. Forbrugerens årlige gevinst

Når vi udnytter overskudsstrøm (VE) til en gennemsnitspris på 25 øre/kWh og supplerer med lokal gas-strøm, bliver resultatet:

• Årligt varmebehov: 8.000 – 10.000 kr. (ca. det halve af alternativerne).

• Elforbrug: Generelt 20 % billigere end i dag.

• Sikkerhed: En finansieringsbyrde på kun 1.200 kr. årligt pr. husstand for at dække de centrale investeringer i gasmotorerne.

3. Den grønne cirkelslutning (Videbæk & Arla)

I Videbæk løser vi to problemer på én gang: Vi gør mejeriet 100 % fossilfrit og skaber brændstoffet til resten af systemet.

• Fra Spild til Ressource: Biogassen brændes ikke længere ineffektivt af lokalt. Den opgraderes med syntetisk metan (via elektrolyse drevet af overskudsstrøm eller kraftværks-el) og gemmes på gasnettet.

• Halm-balle-regnskabet: Det samlede brændselsbehov til hele systemet (mejeri + 120.000 husstande) svarer kun til 250 kg halm pr. husstand årligt.

Konklusion

Hvor de traditionelle løsninger kræver massiv statsstøtte og individuelle lån, er denne model selvfinansierende gennem effektivitet. Mejeridriften sikres billig, stabil procesenergi, og 120.000 husstande får en fast, lav energipris baseret på lokal synergi frem for globale naturgaspriser