Tænk hvis vi kunne indrette vores egne hjem, så de var selvforsynende med energi. Oplade mobilen og tænde lyset over spisebordet med strøm fra vores egne solceller eller vindmøller og lagre vedvarende energi med et batteri i kælderen.
Sådan en selvforsyningsløsning ønsker flere af Videnskab.dk’s læsere sig i julegave.
\ Hvad ønsker du dig til jul?
På Videnskab.dk har vi opfordret læserne til at indsende deres største juleønsker.
Vi prøver så at finde ud af, om videnskaben kan opfylde ønsket – nu eller i fremtiden.
Og forskellige løsninger, der kan gøre hjemmet mindre afhængigt af el, er under udvikling. For eksempel har Danmarks Tekniske Universitet netop afsluttet et projekt, hvor 1.000 europæere havde installeret små brændselscelleanlæg til egenproduktion af elektricitet og varme.
I Sverige finder vi en pioner, der er selvforsynende på sol og brint.
Han er også i fuld gang med at udvikle et typehus efter samme koncept.
»Om få år vil vedvarende energi baseret på vores system til enkelthuse være en attraktiv løsning for middelklassefamilier,« mener ingeniøren bag, der hedder Hans-Olof Nilsson.
Vedvarende energi kan være pebret
Selvom priserne på solcellepaneler er faldet, så er det stadig dyr energi i forhold til at være koblet op på elnettet. Firmaet Teslas solceller, der kaldes for PowerWalls, er oftest et supplement til et hjems strømforbrug, og små husstandsvindmøller producerer heller ikke nok energi til at kunne konkurrere med elnettet, forklarer Allan Schrøder Pedersen. Han forsker i energilagring hos DTU Energi ved Danmarks Tekniske Universitet.
»Det er mere oplagt at blive selvforsynende i for eksempel Sydeuropa, hvor der er et kraftigere og mere stabilt solindfald end i Danmark. Men jeg vil ikke udelukke, at der kan ske en teknologisk udvikling, der kan ændre på det,« siger han og uddyber:
»Batterier til lagring er stadig dyre, men ligesom batterierne i mobiltelefonen i dag er fantastisk små og effektive, når vi tænker på, hvordan det så ud for 20 år siden, så er det også muligt, at prisen kan falde og ydeevnen kan stige kraftigt på batterier til lagring af vedvarende energi«.
»Hvis vi skal komme dertil, så har vi brug for idealister som Hans-Olof Nilsson, der går forrest, selvom det ikke kan betale sig at være selvforsynende med vedvarende energi,« siger Allan Schrøder Pedersen.
Kører på sol og brint
Den svenske ingeniør Hans-Olof Nilsson har stiftet et firma, hvor han for tiden arbejder med ni projekter og blandt andet er involveret i opførelsen af et privat hus efter samme model som hans eget hus. Flere end 2.000 gæster har været forbi hans hjem ti kilometer udenfor Gøteborg.
Solcellerne på Hans-Olof Nilssons tage producerer energi, og den overskydende energi bliver lagret som brint. Når det store batteri i husets kælder er ladet op til 85 procent, bliver solstrømmen omdirigeret til brintproduktion ved hjælp af vandelektrolyse (altså ved at vand spaltes elektrisk). Det kan senere omdannes til el i en brændselscelle, der kører på brint.
\ Læs mere
\ Hvad er en brændselscelle?
Brændselsceller producerer varme og elektricitet miljøvenligt. Det er en slags elektrisk batteri. Brændslet, som kan være brint eller naturgas, ledes ind i brændselscellen sammen med ilt fra luften. Der sker en elektrokemisk reaktion, og produktet er vand, varme og elektricitet.
Kilde: Eva Ravn Nielsen
Batterier og brændselsceller løser en af udfordringerne ved selvforsynende vedvarende energi: Lagring. For både sol og vind peaker på bestemte tidspunkter, og energi skal jo være tilgængeligt hele døgnet og hele året rundt i hjemmet – lige meget om det blæser, eller om solen skinner.
Hans-Olof Nilssons treetagers villa blev beskrevet og fotograferet af en journalist tidligere i år.
Typehus på vej
Et nyt typehus, som Hans-Olof Nilsson udvikler med en samarbejdspartner, er endnu mere interessant for læserne med det bæredygtige julegaveønske.
Det er et cirka 150 kvadratmeter stort familiehus. Huset skal have en lavere kvadratmeterpris end hans eget hus, der ifølge ham ligger på niveau med kvadratmeterprisen på andet svensk højhusbyggeri.
\ Læs mere
»Og alle komponenter skal være standard og tilgængelige fra etablerede forhandlere,« fortæller han.
Til det nye typehus kan Hans-Olof Nilsson anvende tre års data fra sit eget hus:
»Det betyder, at teknologien i det nye projekt er udvalgt ud fra udregninger og ud fra mine oplevelser. Jeg har fundet bedre komponenter såsom batteri og en kompressor, der præsterer bedre. I tilgift er prisen for komponenter generelt faldet langsomt men sikkert,« forklarer Hans-Olof Nilsson.
Forsker: Fælles løsninger er bedst
Og typehusene er en god måde at få hul på det nye marked, mener Eva Ravn Nielsen, der forsker i mikrokraftvarmeanlæg og nye energiteknologier på Danmarks Tekniske Universitet.
For det er ikke nemt for den enkelte at blive selvforsynende på vedvarende energi: »Overordnet kan det bedst betale sig for miljøet og for den enkelte, hvis hele samfundet sammen vælger de energirigtige løsninger, fordi man kan lave nogle langt mere effektive løsninger, når flere er koblet på,« siger hun.
Komponenter bliver oftest billigere, hvis man kan købe mange af dem:
»Men komponenterne til et selvforsynende typehus vil også blive billigere, hvis der er kunder til et større antal,« siger Eva Ravn Nielsen. Hun ville gerne bo i et hus som Hans-Olof Nilssons.
Svenskerens løsning er speciel, fordi det er en såkaldt off-grid løsning – det vil sige, at huset slet ikke er koblet op på elnettet.
»Som privat kan man også vælge at sælge strøm til nettet, når man producerer meget, og så købe strøm, når man producerer mindre,« forklarer hun.
Brændselsceller producerer 4 millioner kWh
Et andet nyere projekt med små brændselscelleanlæg, der kører på naturgas, har også vist sig at være lovende. Eva Ravn Nielsen har for nylig færdiggjort en rapport om mere end 1.000 små kraftvarmeanlæg installeret i ti europæiske lande.
Samlet havde anlæggene en produktion på mere end fire en halv millioner kWh.
»Projektet har vist, at teknologien virker, og at børnesygdommene er ved at være overstået,« siger Eva Ravn Nielsen.
Kun en enkelt dansk bolig var involveret i projektet – men 70 danske familier har tidligere afprøvet mikrokraftvarmeanlæg med brint eller naturgas.
»Familiens el-forbrug varierer gennem døgnet, så man forbruger ikke kun sin egenproducerede el. Derfor er man også koblet op til el-nettet og kan både importere og eksportere el fra og til nettet. Men et anlæg kan godt producere lige så meget, som familien bruger i gennemsnit – for eksempel når man ser hen over et års forbrug og produktion,« forklarer Eva Ravn Nielsen.
Og ved denne løsning er man ikke selvforsynende, selvom man er mindre afhængig af elnettet, da man jo så er afhængig af at bruge naturgas. Det er især i Tyskland, hvor der også er tilskud til at købe anlæggene, at man har taget godt imod de små brændselscelleanlæg
»Små kraftvarmeanlæg, der er baseret på brændselsceller med naturgas, fungerer bedst, hvis man har en kombination af billig gas og dyr elektricitet. I Danmark har vi et godt udbygget fjernvarmenet, og det meste af vores el og varme bliver produceret ret effektivt, fordi vi har store kraftvarmeværker. Så der er færre økonomiske fordele ved at skifte til mikrokraftvarme i Danmark end for eksempel i Tyskland,« forklarer Eva Ravn Nielsen.
Men efter 2020 bliver investeringen i anlæggene formodentlig markant mindre, fordi man ifølge forskernes beregninger vil kunne gå over til at producere brændselscelleanlæg i masseproduktion, og så vil det blive mere attraktivt.
Er Danmark et godt eller dårligt land at bo i, når man ønsker sig selvforsyning med vedvarende energi af julemanden?
»Både og. Der er eksempelvis ingen støtteordning til mikrokraftvarme, som den vi ser i Tyskland, men vi har et godt fundament i vores forskning i nye energiteknologier. Og så er der bred politisk interesse. Vi skal blive ved med at satse på energiforskning i Danmark, så vi kan udvikle gode løsninger med vedvarende energi, som kan blive almindelig udbredt og ikke bare være for få super-entusiaster som svenske Hans-Olof Nilsson,« siger Eva Ravn Nielsen.
Læseren med det bæredygtige julegaveønske får tilsendt en flot Videnskab.dk-T-shirt som tak, og du kan læse flere julegaveønsker fra læsere her.
