Sådan passer Power-to-X ind i fremtidens smarte energisystem

Grønne teknologier som Power-to-X spiller en væsentlig rolle, når det handler om at bygge et 100 pct. vedvarende energisystem. Ved hjælp af teknologien kan strøm fra sol og vind nemlig omformes til brint eller brintbaserede stoffer som ammoniak, metanol og metan og bruges som bæredygtige brændstoffer i skibe, fly, lastbiler og den tunge industri.

Det giver Power-to-X potentiale til at være med til at løse vores klimaudfordringer. Men hvordan passer Power-to-X-teknologien egentlig ind i et smart energisystem? Det kan du se i infografikken nedenfor og høre fem førende DTU-forskere give hvert deres bud på. 

Ifølge Søren Linderoth, der er institutdirektør og professor på Institut for Energikonvertering og -lagring på DTU, er Power-to-X en helt afgørende del af det fremtidige energisystem. Power-to-X har nemlig en central placering i det fremtidige energisystem, hvor teknologien både forsyner transportsektoren med grønne brændsler, men også sørger for, at energi kan lagres til fremtidigt brug. Det betyder, ifølge Søren Linderoth, at energisystemet kun vil fungere, hvis vi får Power-to-X-teknologien til at fungere.

”Det er vigtigt, at få Power-to-X til at fungere i energisystemet, fordi teknologien sammen med andre energilagrings-teknologier som termisk energilagring og batterier – vil være med til at stabilisere energisystemet og sikre, at vi har den fornødne energi til alle tider - og ikke kun når solen skinner, og vinden blæser,” siger Søren Linderoth.

Invester i Power-to-X-projekter

Det er professor Marie Münster fra DTU Management enig i. Til daglig forsker hun i matematiske modeller, der kan pege på, hvordan vi skal prioritere i forhold til fremtidens energi ud fra bl.a. et økonomisk og klimamæssigt perspektiv.

Analyser på DTU Management peger på, at hvis Danmark skal blive fri for at importere biomasse og grønne biobrændstoffer, og hvis vores internationale transport med skibe og fly også skal være grøn, er det en forudsætning, at vi fortsat investerer massivt i Power-to-X-projekter og infrastruktur.

”Power-to-X er vigtigt i et smart energisystem – især hvis vi skal producere grønt brændstof til at dække både den nationale og internationale del af vores transport. Vi kan nemlig forvente begrænset adgang til import af billig, bæredygtig biomasse,” siger Marie Münster.

”Et så stort behov kræver, at vi optimerer vores teknologier og kobler vores energisektorer sammen. For selv om Power-to-X ifølge vores analyser først bliver højaktuelt og konkurrencedygtigt i stor skala hen mod 2050, er det afgørende, at vi allerede gør os klar nu.”


Illustration: Claus Lunau

De største udfordringer

Blandt nogle af de udfordringer, der ligger forude, er at finde ud af, hvordan de forskellige teknologier kan arbejde sammen. Herunder skal der forskes i, hvordan man kan opskalere Power-to-X til industriel- og kommerciel brug, og hvordan man kan konvertere vind- og solenergi først til brint og senere til flydende brændstof. Der skal også findes løsninger til at producere, opbevare og distribuere brændstoffet.

Til at løse de mange udfordringer efterlyser professor Jacob Østergaard fra DTU Elektro en sammenhængende strategi. Han peger på, at de nuværende projekter er drevet af enkelte forretningsidéer, og at der i højere grad er behov for at sammentænke landets Power-to-X-anlæg i det samlede energisystem.

”Den store udfordring for Danmark og andre førende energilande er at få Power-to-X-anlæggene integreret i det samlede energisystem. Vi er nødt til at holde os for øje, hvordan vi gør det samlede energisystem grønt på en effektiv måde og hvordan vi omstiller sektorer som den tunge transport og dele af industrien - der er vanskelige at elektrificere – uden at kompromittere den høje forsyningssikkerhed vi har,” siger Jacob Østergaard.

Energiøer skal fremtidssikres

Han peger på, at regeringen i sin forskningsstrategi har lagt op til, at vi i de kommende år skal øge forskningen inden for bl.a. Power-to-X og fangst af CO2. Men teknologierne kan ikke i sig selv gøre en væsentlig forskel på vores CO2-udledninger inden 2030. Det er først, når vi får udviklet et energisystem, hvor grønne brændstoffer erstatter fossile brændsler, at vi opnår en CO2-reduktion, mener Jacob Østergaard:

”Vi bør fokusere på at digitalisere og sammenkoble energisystemet. Vi skal tænke vores energisystem som en helhed, hvor de forskellige løsninger er integreret i langt højere grad end i dag. Vind og sol er i sagens natur fluktuerende energikilder. Så for at skabe balance mellem produktion og forbrug i et energisystem baseret på vedvarende energi er der brug for fleksible Power-to-X-anlæg, der gennem digitale markeder og intelligent styring, tilpasser sig til den aktuelle driftssituation i energisystemet,” siger Jacob Østergaard.

Som eksempel peger han på de nye energiøer, som Folketinget har besluttet skal bygges i dansk farvand. Ifølge Jacob Østergaard bliver de en dyr investering uden fremtidssikring, hvis de ikke bliver bygget smart, og man blot sætter de kendte teknologier som havvindmøller og Power-to-X sammen, som de er. Han mener, at der kan være store gevinster ved at sammentænke energiøerne og Power-to-X-teknologierne på nye måder, der billiggør det samlede system. Eksempelvis kan produktionen af brændstof ske omkostningseffektivt direkte på energiøerne. Dermed vil skibe på sigt kunne tanke op ved energiøer på havet eller man kan producere brint, der sendes til land gennem billige rørledninger.

Vi skal i gang nu

Henrik Madsen, der er professor på DTU Compute peger på, at vi sideløbende med forskningen i Power-to-X kan få store CO2-gevinster ved at digitalisere energisystemet. Gennem Danmarks største smart city-projekt CITIES (Center for IT-Intelligent Energy Systems) har han været med til at identificere avancerede digitale løsninger, der kan bidrage væsentligt til at reducere CO2-udledningen.

Blandt eksemplerne er at effektivisere driften af bygninger og energisystemer såsom fjernvarmesystemer ved hjælp af prognose-modeller, der bl.a. anvender lokale vejrudsigter. Dermed kan man lade systemerne automatisk skrue ekstra op for varmen eller ned i bygninger. Et andet eksempel går ud på at sætte sensorer på bygninger og se, hvordan de opfører sig. Hvis varmeforbruget eksempelvis altid stiger, når vinden kommer fra en bestemt retning, skal man kigge på den side af huset og se, hvor der skal renoveres.

”Vi skal ikke glemme Power-to-X og elektrolyse, men lad os komme i gang - det haster - og der er mange lavthængende frugter,” siger Henrik Madsen.

”Ved at digitalisere og koble energisystemer sammen, har vi allerede løsninger til at lagre energi fra minutter, over dage til sæsoner. Og med Center Danmark, der er et nationalt samlingspunkt for grøn forskning, har vi et partnerskab og en platform, der giver Danmark og dansk erhvervsliv et godt udgangspunkt til at levere de løsninger, som kan hjælpe hele verden til en effektiv grøn omstilling.”

Vi vil gerne gøre det rigtige

For den almindelige borger betyder omstillingen også ændringer i hverdagen. Som såkaldte prosumers får vi en aktiv rolle i energisystemet og kan f.eks. indgå i lokale energifællesskaber, hvor vi køber og sælger lokal, grøn strøm til de omkringliggende huse. Det kræver en adfærdsændring mener Poul Ejnar Sørensen, professor på DTU Vindenergi:

”For den almindelige borger er det vigtigt, at vi bevarer et velfærdssamfund med en stabil og pålidelig forsyning gennem den omstilling, vi går i møde. Men vi skal også lære, at det kan betale sig at tænke sig om, så vi f.eks. ikke vælger at oplade vores elbiler, når vi kommer hjem fra arbejde og elnettet allerede er spidsbelastet.”

”Teknologien skal hjælpe os alle med bedre at forstå, hvordan vi kan gøre tingene bedst uden at det har de store omkostninger. Vi kan jo se med affaldssortering og andre initiativer, at det store flertal hellere end gerne vil hjælpe og gøre det rigtige - bare det ikke er alt for besværligt, og at det giver god mening.”