Indsendt af
Aalborg Universitet
Resumé
Udvikling af teknologier til effektiv energilagring og –konvertering både i stationære anvendelser og inden for transportsektoren, er helt afgørende i et energisystem baseret på 100 % vedvarende energi.
Med en målrettet indsats inden for eksisterende styrkeområder kan Danmark realisere den ambitiøse plan for udfasning af de fossile energikilder samt opnå en markant økonomisk vækst. Brændselsceller, elektrolyseapparater og batterier vil udgøre centrale teknologier, der via grønne brændstoffer vil medvirke til at sikre fremtidens smarte energisystem, hvor vedvarende energi også forsyner transportsektoren.
Udfordring og muligheder
Det globale energiforbrug stiger støt og der er voksende opmærksomhed på de miljømæssige konsekvenser af energiproduktionen, hvilket skaber store udfordringer for fremtidens transport og energisystem. Flere lande har ambitiøse planer for introduktion af vedvarende energiteknologier og Danmark er et forgangsland i denne udvikling.
Den danske plan for omlægning af det samlede energisystem til vedvarende energi i 2050 afstedkommer meget store tekniske udfordringer især i perioden efter 2020, hvor andelen af vedvarende energi vil overstige 50 %. Balancering af energisystemet og omlægningen af transportsektoren til vedvarende energi udgør to helt centrale problemstillinger.
Danmark er allerede i dag med helt i front internationalt på en række områder, som kan bidrage med nøgleteknologier til at løse disse problemstillinger. En succesfuld videre forsknings-, udviklings- og demonstrationsindsats vil have meget store forretningsmæssige perspektiver for Danmark og kan bidrage med højteknologiske arbejdspladser og vækst.
Effektiv lagring og konvertering er afgørende for en succesfuld og effektiv omlægning til 100 % vedvarende energi. Transportsektoren skal så vidt muligt omlægges til elektricitet, hvor batterierne samtidig kan medvirke til balancering af energisystemet.
Lagring over længere tidsperioder gøres mest effektivt ved at konvertere elektricitet til kemisk bundet energi eller varme. Brint fremstillet ved elektrolyse kan via en bred vifte af processer, indgå i fremstilling af grønne syntetiske brændstoffer og gasser som metanol og metan.
Alle disse kemiske lagringsformer muliggør efterfølgende anvendelse i transportsektoren. Den mest effektive og miljøvenlige konvertering af den kemisk lagrede energi tilbage til elektricitet vil ske i brændselsceller. Danmark står meget stærkt internationalt inden for en række af de indgående nøgleteknologier.
Målsætning
Målsætningen er dels at sikre Danmark en succesfuld overgang til 100 % vedvarende energi i år 2050 og dels at sikre Danmark en betydelig andel af det fremtidige globale marked for grønne energiteknologier.
Danmark står i en unik position på grund af den mangeårige forsknings- og udviklingsindsats inden for nøgleteknologier som eksempelvis brændselsceller og elektrolyse samt stor viden om energisystemer med meget stor andel af vedvarende energi.
Innovationsbehov
For at realisere de skitserede muligheder er der behov for en koordineret indsats mellem offentlige og private interessenter. Der er behov for viden baseret innovation inden for følgende områder:
- Udvikling af bedre og billigere materialer til centrale teknologiområder som brændselsceller, elektrolyseapparater og batterier
- Optimering af ovennævnte teknologier samt de systemer hvori de indgår med henblik på kostreduktion samt optimering af levetid og pålidelighed
- Effektive proces- og energianlæg hvor samspillet mellem teknologierne optimeres med henblik på at opnå den bedste samlede løsning
- Samlede energisystemstudier for at finde den samfundsøkonomisk set bedste løsning med udgangspunkt i kendte og fremtidige teknologier
- Demonstration af samlede systemløsninger med henblik på at opbygge den erfaring, som er kritisk for succesfuld markedsmodning
- Incitament strukturer, der sikrer et nationalt demonstrationsmarked for teknologierne således virksomhederne opnår de nødvendige referencer for global markedsføring
- Gode opstarts- og vækstbetingelser for nystartede virksomheder inden for området eksempelvis gennem let adgang til nyeste viden, rådgivning omkring forretningsplaner og gode finansieringsmuligheder.
Denne innovation skal sikres dels gennem nationale initiativer og dels gennem fortsat aktiv deltagelse i EU-finansierede projekter. Koblingen til Horizon 2020 vil udgøre et væsentligt led i at sikre denne koordinering til EU.
Der vil desuden i stigende grad blive behov for uddannelse af de faggrupper, der skal forstå installation og servicering af de nye teknologier. Dette sikres blandt andet gennem inddragelse af de tekniske skoler.
De danske forudsætninger
Inden for de nævnte områder har Danmark en meget stærk international position med førende forskningsmiljøer på universiteterne og såvel veletablerede virksomheder som mindre opstartsvirksomheder med stort potentiale.
Grønne energiteknologier har vist særligt gode vækstbetingelser for opstarts virksomheder. Disse medvirker til at sikre høj innovationshastighed og vækst.
Inden for området brint og brændselsceller findes der et meget stærkt offentligt privat partnerskab med deltagelse af alle danske aktører på området.
Partnerskabet sikrer en koordineret og effektiv indsats inden for hele værdikæden fra forskning og udvikling til demonstration. Samtidig sikrer GTS-institutterne med deres aktiviteter på området effektiv overførsel af viden til de små og mellemstore virksomheder.
Effekter og potentialer
I 2011 steg den danske eksport af energiteknologi med 18 pct. til 63,4 mia. kroner, hvilket er ca. dobbelt så stor vækst som for den samlede vareeksporten.
Danmark var i 2011 det EU-land, hvor energiteknologi udgør den største andel af den samlede vareeksport. Siden 2000 er dansk eksport af energiteknologi øget med 140 pct., hvor EU15-landene til sammenligning kun har øget deres andel med knapt 80 pct.
En målrettet og koordineret indsat inden for lagring og konvertering af energi kan spille en vigtig rolle i fastholdelsen af denne udvikling og førerposition samt medvirke til at sikre vækst og arbejdspladser i Danmark. Dette samtidigt med et effektivt og bæredygtigt energisystem udvikles og implementeres.