Ny beregningsmetode viser den reelle CO2-udledning fra en forbrugt kWh

Foto : Lars Bertelsen

Ny beregningsmetode viser den reelle CO2-udledning fra en forbrugt kWh

Ph.d.-projekt baner vej for beregning af præcist CO2-aftryk for hver eneste kWh i hele Europa. Ørsted er interesseret i beregningsmetoden.

Når strømmen er billig, er den grøn. Det er tommelfingerreglen i dag, hvis man gerne vil flytte sit elforbrug efter, hvornår strømmen er mest grøn.

Men hvor grøn er strømmen egentlig? Det kan en ny og mere præcis regnemetode – udviklet af civilingeniør Bo Tranberg i et ph.d.-projekt – nu fastslå på timebasis for 1 kWh brugt hvor som helst i det europæiske elsystem.

Samme værktøj kan bruges til at forudsige CO2-udledningen – kaldet CO2-intensiteten – fra 1 kWh i de kommende timer og dermed give en langt mere præcis baggrund for at vælge at starte vaskemaskinen eller oplade elbilen:

»Metoden giver indblik i CO2-aftrykket af ens faktiske elforbrug, uanset om man er en lille husstand eller en stor fabrik, ligesom metoden kan bruges til afregning af en potentiel fremtidig CO2-beskatning eller danne grundlag for en variabel elafgift, som nogle politikere i Danmark er begyndt at diskutere,« forklarer Bo Tranberg, der er ph.d. fra Aarhus Universitet og manden bag metoden, som han nu vil arbejde videre med i eget regi.

CO2-aftryk fastlåses til nettoimport

Man kan allerede i dag få et forecast fra Energinet for CO2-udledningen fra strømmen de næste seks timer.

Energinet beregner dette ud fra det lokale produktionsmiks i Danmark og bruger – når det gælder import/eksport – en simpel model, hvor man trækker eksport og import fra hinanden.

Regnemetoder giver stor forskel i CO2-aftryk
Illustration: Figur fra artiklen
Forskellen på CO2-udledning pr. kWh med de to regnemetoder varierer fra land til land. Her er landene inddelt efter VE-andel.

Hvis netto-importen kommer fra for eksempel Tyskland, fastsættes CO2-udledningen fra hele importen til at være lig med en gennemsnitlig årsværdi for CO2-intensiteten i Tyskland. Selvom vi måske i samme periode har eksporteret grøn strøm til Norge eller Sverige.

I Bo Tranbergs model anvender man i stedet såkaldt flow-tracing – en kendt metode til at beregne CO2-intensiteten med. Her tager man højde for, at den tyske el måske er importeret, og at det derfor kan være andre kilder, der reelt producerer den tyske strøm.

171 kg CO2 pr. MWh til forskel

»Min metode består af et sæt af koblede ligninger, der dynamisk beregner CO2-intensiteten i forbruget hvor som helst i det europæiske elsystem og tager højde for, hvor strømmen reelt er produceret. Og historiske data er tilgængelige på timeniveau med en 1-2 timers forsinkelse,« siger han.

At de to metoder gør en forskel, viser en sammenligning, som Bo Tranberg har udført og beskrevet i en endnu ikke publiceret forskningsartikel sammen med folkene bag Electriciymap.org, hvor man online kan følge CO2-udledningen fra den europæiske elproduktion.

Her konkluderer de, at det gennemsnitlige CO2-indhold i Danmark i 2017 lå på 271 kilo CO2 pr. MWh, når man anvender flow tracing i beregningerne, og på 442 kilo CO2 pr. MWh, når man beregner det ud fra et produktionsmiks.

»Det er jo en betragtelig forskel, der viser vigtigheden af at tage højde for import og eksport i disse beregninger,« påpeger Bo Tranberg.

Importeret kulkraft påvirker Østrig

I forskningsartiklen vises lignende resultater for en række andre lande, hvor der også er stor forskel på CO2-intensiteten i den lokale produktion og i den strøm, der importeres fra omkringliggende områder.

Tranberg nævner Østrig, som har en høj andel af vandkraft, der leder til lav CO2-intensitet for det lokale produktionsmiks, mens import af kulkraft fra Tjekkiet og Polen leder til en høj CO2-intensitet baseret på flow tracing.

»Disse resultater taler for at benytte en metode som flow tracing, der er i stand til at repræsentere den underliggende fysik i transmissionsnetværket og derved tager højde for import og eksport både mellem direkte naboer og fjerne områder, « siger han.  

 

Electricitymaps viser Co2 udledning fra elproduktion i Europa i realtid
Screendump fra den 17. april 2019.
Illustration: Electricitymap.org
Hvis man holder musen hen over et land, vises CO2-intensiteten og en tabel over, hvordan elproduktionen p.t. er sammensat.

Allerede i dag kan man på Electricitymap se forskellen i CO2-intensitet i de enkelte lande, alt efter om man bruger den forbrugsbaserede metode (flow-trace) eller den produktionsbaserede regnemetode (produktionsmiks) ved hjælp af en knap øverst til højre på siden.

Passer ind i Ørsteds kunde-planer 

Hos Ørsted har privatkundedirektør Louise Hahn allerede haft et møde med Bo Tranberg om hans metode, som hun kalder interessant:

»Vi vil gerne kunne vise vores elkunder, hvor grøn strømmen er lige nu, og give dem mulighed for at flytte deres elforbrug til de timer, hvor strømmen er grønnest. Dermed kan de være med til at bruge den dansk-producerede vindmøllestrøm og samtidig bidrage til, at samfundet forhåbentlig kan spare på dyr netudbygning,« siger hun.

Louise Hahn tilføjer, at Ørsted længe har arbejdet frem mod 1. januar 2020, hvor alle danske husstande skal have fået installeret timeaflæste målere, som er forudsætningen for, at man kan kommunikere mulighederne til alle Ørsteds 700.000 elkunder.

Det er så ideen at omsætte modellens CO2-intensitet-data til et enkelt værktøj i en app, så forbrugerne nemt kan orientere sig og vælge, hvornår de vil vaske eller oplade bilen.

»Hvor meget vi reelt kan flytte elforbruget, ved vi selvsagt ikke endnu, men med 700.000 timeafregnede elkunder har vi en testbase, som er fuldstændig unik i både europæisk og global sammenhæng,« påpeger Louise Hahn.  

Hos Energinet bekræfter civilingeniør Niels Ejnar Helstrup Jensen, at man benytter det såkaldte nettoprincip, når det gælder beregning af CO2-intensiteten i forbindelse med import og eksport:

»Vi overvejer dog at begynde at regne på den anden, mere avanceret måde, men vi har endnu ikke besluttet os,« siger han og henviser til, at der allerede nu findes data fra Entsoe med brændselsfordeling på timeniveau, som man kan anvende til sådan en beregning.