Energilagring med batterier och vätgas
Energilagring är ett sätt att lagra energi till dess den behöver användas. Det kan handla om att lagra när elen är billig och använda när den är dyr, eller att balansera kraftsystemet när väderberoende energislag inte kan producera el. Batterier och vätgas är två typer av energilager som är intressanta för det svenska kraftsystemet.
Energilager kan användas för att skjuta upp förbrukningen av el. När efterfrågan och priserna på elmarknaden är lägre kan el produceras till energilager, och sedan kan elen matas ut från energilagret och förbrukas när efterfrågan stiger.
Men energilager kan också bidra till kraftsystemets kvalitet och stabilitet när andelen förnybar el i kraftsystemet ökar. Förnybar el som till exempel vindkraft är svår att planera eftersom ingen kan bestämma när vinden ska blåsa. Då kan energilager hjälpa till att balansera elsystemet.
Storleken på ett energilager mäts i MW, alltså hur mycket effekt som kan matas ut till elnätet. Lagringskapaciteten mäts i MWh och beskriver den total mängd energi som energilagret kan hålla.
Olika typer av energilager
Det finns olika tekniker för energilager, och de skiljer sig åt när det gäller hur lång tid de behöver för att fyllas på och hur snabbt de kan mata ut energin. En annan viktig faktor är svarstiden, det vill säga hur snabbt lagret kan ställa om från att ladda eller befinna sig i viloläge till att mata ut full effekt till elnätet.
En tredje faktor är uthålligheten, det vill säga hur länge de kan verka innan lagret har tömts. De flesta tekniker för energilagring som finns idag har relativt kort uthållighet. De är därför mest lämpliga att använda i upp till ett dygn innan de behöver fyllas på igen. Dessa skillnader i egenskaper och förmågor hos lagren har stor betydelse för vilka användningsområden de passar för.
I relation till det svenska kraftsystemet är det framförallt batterilager och vätgas som diskuteras.
- Batterilager används idag på flera olika sätt i kraftsystemet. Det sker en utveckling mot att öka batteriernas energitäthet, det vill säga antal kWh i förhållande till vikt och volym. En annan utvecklingstrend är strävan efter att minska beroendet av sällsynta material i batterierna. En inneboende begränsning för att lagra energi genom batterisystem är att det är dyrt att skala upp. Varje dubblering av lagringskapaciteten innebär i princip en dubblerad investeringskostnad.
- Vätgas har en mängd användningsområden som energibärare inom industrin och energisystemet. Stora delar av den svenska basindustrin kan komma att använda vätgas direkt i sina processer när de går över till koldioxidneutral tillverkning. Men vätgas kan även lagras, och det går att dimensionera storleken på vätgaslager så att energin därifrån räcker i en eller några få veckor. Det gör att produktionen i viss utsträckning kan anpassas efter tillgången på el. Vätgas kan dessutom användas för att producera el, även om det sannolikt kommer att ske i mycket begränsad utsträckning eftersom det inte är särskilt effektivt i jämförelse med vad det kostar.
Energilager har en roll i kraftsystemet
En av de största fördelarna med energilager är att de bidrar till möjligheten att hålla kraftnätet i gott skick, oavsett vad som sker. Korta elavbrott kan överbryggas med tillskott från energilagret, och elproduktion från förnybara, men inte planerbara, energikällor kan lagras och tillföras elnätet när det behövs.
I takt med att kraftsystemet byggs ut och förändras kommer nya och kompletterande tekniker och tjänster bli intressanta för att upprätthålla en god balans i kraftsystemet. Vi på Svenska kraftnät är intresserade av energilager eftersom de kan leverera stödtjänster och nya sätt att öka överföringskapaciteten och flexibiliteten i stamnätet.
Med en ökande andel väderberoende elproduktion har det blivit svårare att balansera tillgång och efterfrågan på el vid varje given tidpunkt. Behovet av att kunna reglera flödet har ökat i takt med att skillnaden mellan produktion och förbrukning blivit större. Idag sker regleringen till största delen med hjälp av vattenkraften. Men framöver behöver den kompletteras med andra källor för reglerkraft. Här kan nya typer av energilager hjälpa till att sprida ut elkonsumtionen över dygnet så att topparna kapas.
Regelverk på EU-nivå styr
Svenska kraftnät får dock inte äga energilager annat än i undantagsfall. Det får inte Svenska kraftnäts motsvarigheter i övriga EU-länder heller. Energimarknadsinspektionen kan ge Svenska kraftnät dispens när det handlar energilager som en komponent i själva kraftsystemets funktion. För alla andra ändamål och användningsområden behöver energilagren ägas av elproducenter eller andra aktörer.
Användningsområden
De flesta projekt med energilager i Norden är inriktade på frekvensregleringstjänster. Nästan alla dessa projekt är baserade på litium-jonbatterier.
Den omfattande planerade elektrifieringen bygger i hög grad på användning av vätgas som producerats med fossilfri el. Svenska kraftnät ser därför att det är viktigt att samplanera infrastrukturen för vätgas och el för att utveckla ett så kostnadseffektivt system som möjligt. Vätgas kommer sannolikt i första hand att lagras för att möta industrins behov, samtidigt som produktionen av vätgas kan anpassas efter tillgången och priset på el. Vätgasen kan dessutom användas för produktion av el, men det blir sannolikt i begränsad omfattning.
Vi på Svenska kraftnät bevakar frågan om energilager med stort intresse, och tittar i samarbete med andra aktörer på olika möjligheter att använda energilager som stödtjänster för att stabilisera stamnätet.