Vi använder cookies på vår webbplats. När du använder vår webb accepterar du att information om ditt besök lagras i din webbläsare.

Tema Energilagring

Lagring i ny form

Energilagring Mer variabel elproduktion, nya konsumtionsmönster och ökade effektbehov. De nya utmaningarna i energisystemet kräver nya former av energilagring för att matcha effekttopparna och klara systembalansen.

Illustration: Johan Isaksson.

I ett 60-talshus i utkanten av Vallentuna finns en vit villa med 42 solpaneler på taket, som producerar cirka 11 700 kWh per år. En inte helt ovanlig syn i dagens villa­kvarter. Men i källaren har husägaren Filip Borgh även installerat ett batterilager med en kapacitet på 8 kWh. Filip Borgh är en av de drygt 700 svenskar som fått stöd av Energimyndigheten för att investera i hemmalagring.

– Jag har alltid haft som ambition att minska min energiförbrukning och jag tycker att det är kul att testa nya saker, säger Filip Borgh.

– Utan stödet hade det inte varit nån bra ekonomi, men investeringen i solceller och batterier kan jag nog räkna hem på 9, 10 år. Och det är väldigt enkelt att sköta systemet. Jag behöver inte göra någonting.

Under de senaste åren har intresset för energilagring ökat på alla nivåer. Den stora ökningen av variabel förnybar kraft, sol och vind, ökar behovet att balansera produktion och användning på såväl lokal som central nivå. Effekttoppar och kapacitetsbrist är andra akuta utmaningar som delvis kan hanteras med nya typer av lagring, och i detta sammanhang kommer batterier att spela en nyckelroll i takt med högre kapacitet och stadigt sjunkande priser.

Batterierna kan göra nytta i alla delar av energi­systemet (se illustration på sidan 26). Hushåll och före­tag ­kan reducera energi- och effektavgifter, nät­bolagen kan minska nät­investeringar och för Svenska kraftnät kan stamnätet blir mer stabilt. Samtidigt öppnar utvecklingen upp för nya aktörer som kan sälja systemtjänster. Men där är vi inte riktigt än.

Men var är då nyttan störst? Än så länge finns få konkreta storskaliga undersökningar, men en studie från branschorganisationen Power Circle från 2015 visade att ett gemensamt batteri på motsvarande 0,8–1,3 kWh per lägenhet kan minska toppeffekten i en flerfamiljsfastighet med 40 procent. Genom att aggregera många mikrolager – såväl stationära som i elbilar – blir det stora effektmängder i slutändan som kan användas på olika sätt. Flera pilotprojekt som Tidningen Energi skrivit om tidigare – till exempel i nr 3 2019 om bostadsbolaget ÖBO  – visar att batterier kan bli lönsamma om de kan bidra med olika systemtjänster, som frekvensreglering i stamnätet.

– Ju längre ned i systemet, desto fler tjänster kan energilagren leverera. Tyskland har kommit väldigt långt inom det här området. Där finns det 100 000 hemmabatterier, säger Bo Normark, Tematisk Ledare för Energilager på Innoenergy.

– Där finns också en affärsmodell där energibolagen får tillgång till en bestämd del av batterilagret mot att kunderna med solpaneler får den el som de behöver utöver vad man själv genererar.

I Sverige saknas incitamenten att lagra el eftersom det är så goda villkor att mata ut elen, menar Bo Normark:

– Här kan det vara mer ekonomiskt att skicka ut elen på nätet än att lagra elen och det dödar battericaset. Men om det blir mer fokus på effekttariffer så kan det i stället styra mot att folk investerar mer i batterier, som är ett väldigt bra verktyg mot effektbrist.

Exemplet visar på en av de stora utmaningarna för att få verklig snurr på batteriutvecklingen: outvecklade affärsmodeller – i kombination med ett juridiskt regelverk som inte riktigt hängt med i den snabba utvecklingen på energimarknaden. Det måste skapas tydliga incitament för lagringsaktörer att köpa och sälja systemtjänster, menar de flesta bedömare.

Den största utmaningen är inte tekniken, utan att anpassa regelverk och lagstiftning.

En annan viktig aspekt är vem som får äga ett energilager. Elnätsbolag får bara använda energilager för eget bruk i undantagsfall när det inte finns andra lösningar för att klara sin leverans.

– Den största utmaningen är inte tekniken, utan att anpassa regelverk och lagstiftning till omställningen. Om man inte gör det, går det inte att realisera nyttorna. Och det går inte att bygga ut all förnybar kraft utan lagringsteknik, säger Lars Olsson, konsult på Seniorit, och tidigare vd för ett antal nätbolag.

Som vd för Falbygdens Energi var han med 2011 och sjösatte landets första energilager för lågspänningsnät.

– Då testade vi alla tekniska möjligheter och prestanda. Men vi kom fram till att priserna måste sjunka samtidigt som värdet på tjänsterna måste öka om man ska satsa på detta.

Idag finns en öppning i den nya intäktsramen som gör att nätföretagen får köpa tjänster från aktörer som äger batterilager när det uppstår effektbrist. Det kan öppna upp marknaden för tredjepartsaktörer som kan handla med effekt.

I sin vindkraftspark Pen y Cymoedd i Wales har Vattenfall byggt en storskalig lagringsenhet (22 MW) bredvid vindkraftsparken. Foto: Vattenfall

Även Lars Olsson pekar på nyttan av batterier på hushållsnivå:

– Innanför elmätaren finns inga regler. Det är kunden själv som bestämmer. Om nätbolagen skulle kunna få köpa tjänster av kunderna skulle det bli ännu bättre lönsamhet för kunder som äger batterilager.

Samtidigt som affärsmodeller och regelverk slipas utvecklas tekniken successivt. Med bas i Ångströmlabbet vid Uppsala universitet kraftsamlar nu EU för att utveckla framtidens batterier under ledning av professor Kristina Edström, en av tungviktarna inom batteriforskningen. I det nya projektet Batteries 2030+, som hon leder, är visionen att skapa batterier med ultrahög kapacitet och liten miljöpåverkan.

I väntan på de riktigt stora tekniska framstegen är det litiumjonbatterierna som dominerar marknaden, och priserna på dessa sjunker stadigt: en nedgång med drygt 70 procent sedan 2013.

Det är framför allt bilmarknaden som driver på utvecklingen. Alla stora biltillverkare är inne på elbilsspåret och marknaden växer snabbt. I Sverige är Northvolt snart klar med sin pilotanläggning i Västerås och förbereder för sin stora batterifabrik i Skellefteå, en satsning på runt 30 miljarder kronor.

- Vi kan ansluta mer vindkraft och dessutom minska antalet strömavbrott. Men det kommer att kosta mycket pengar, säger Fredrik Carlsson, FoU portföljchef för Eldistribution på Vattenfall Research & Development.

Bilbatterierna kan inte bara användas i bilar utan kan seriekopplas i större system. I sin vindkraftspark Pen y Cymoedd i Wales har Vattenfall byggt en storskalig lagringsenhet (22 MW) bredvid vindkrafts­parken. Lagret, som består av 500 batterier från BMW i3, är integrerat med vindkraftsparken, men syftet är att sälja systemtjänster till det brittiska stamnätet för att stödja frekvensregleringen.

I Sverige har Vattenfall gjort en förstudie kring ett 20 MW-batterilager på Gotland som en del i att göra ön till pilotlän för energiomställningen.

– Vi såg att det är tekniskt möjligt och att vi kan ansluta mer vindkraft och dessutom kunna minska antalet strömavbrott. Men det kommer att kosta mycket pengar, 150 miljoner kronor. Vi funderar nu på om det går att få lönsamhet i den här investeringen på något sätt, hur den skulle kunna finansieras eller om vi ska avstå, säger Fredrik Carlsson, FoU portföljchef för Eldistribution på Vattenfall Research & Development.

Vattenfall genomför flera olika demoprojekt kring batterier. Till exempel Solbruket utanför Bollnäs (se sidan 27) samt i småländska Torsebo där företaget ska bygga ett energilager i distributionsnätet som ska reglera spänningen i de sex fastigheter som finns i området.

– Målet med Torseboprojektet är att se om batterier kan vara ett alternativ till att förstärka elnäten. Kanske är det billigare att ställa dit ett batterilager som kan kapa effekttoppar. Vår hypotes är att det är det – men vi vill undersöka den gränsen och hur man ska dimensionera ett sånt här lager.

Grafik: Johan Isaksson.

Batterilager kan skapa värde i alla delar av energisystemet. Här är några exempel på vad olika aktörer kan tjäna på att använda batterier.

Transmissionsbolag:Svenska kraftnät
Ökad systemstabilitetStabilare frekvenshållningMinskade nätinvesteringar

ElproduktionsbolagLagring av förnybar el vid låg efterfråganUtjämning av obalanser i produktionenReservkraft

Regionala och lokala nätbolag
Minskade nätförlusterMinskade nätinvesteringarMinskade effekttopparBättre elkvalitetBättre spänningshållning

Elkunder: företag och privatpersonerMinskade effektavgifterMinskade energiavgifterÖkad användning av egenproducerad el

 

Många nätbolag är intresserade av möjligheterna att dra nytta av batterier. Ett exempel är Mälarenergi som tillsammans med Northvolt har startat ett projekt för att undersöka potentialen med batterilager på olika nivåer i energisystemet. Bakgrunden är den kapacitetsbrist som börjat uppstå på olika ställen i landet, till exempel i Västerås.

– Vi har ju hjälpt våra kunder med förnybara lösningar, som solel och laddstationer. Men det finns ett effektgap mellan den soligaste dagen och den kallaste vinterdagen. Här kan batterier vara en spännande lösning för att klara den utmaningen, säger Helena Olssén, strategisk utvecklingsledare på Mälarenergi.

Projektet, som ingår i Energimyndighetens satsning Samspel, syftar till att förbereda storskalig tillämpning av batterier i elnätet. Mälarenergi ska testa lagret på olika typer av platser – i anslutning till en solcellsanläggning, en laddplats och ett större företag – där de bygger batterilager om cirka 1–2 MWh.

För kunderna kan det innebära kapade effekttaxor och mer användning av egenproducerad el. Men vad tjänar Mälarenergi på detta?

– Vi vill ha nöjdare kunder, ett jämnare effektuttag i nätet och en högre elkvalitet, säger Helena Olssén.

- Vi vill ha nöjdare kunder och ett jämnare effekt­uttag, säger Helena Olssén, strategisk utvecklingsledare på Mälarenergi

Projektet står i startgroparna och batterierna kommer att vara installerade 2020 om allt går enligt plan.

– Just nu letar vi efter lämpliga platser att placera batterierna, till exempel hos större kunder med ojämna effektuttag.

Hur viktiga är då batterilagringen för att klara energiomställningen?

Bo Normark är övertygad om potentialen och pekar på utländska exempel:

– I USA bygger man jättelika batterisystem på 1 000 och 2 000 MW istället för kraftverk med spetslast. Vi har i Sverige ett stort antal gasturbinkraftverk som enbart används som reservkraft. Det innebär att de nästan aldrig används. Här skulle batterilager kunna leverera reservkraft snabbare än gasturbiner och dessutom leverera systemtjänster även vid normaldrift. Man får därmed fler nyttigheter än en gasturbin kan leverera.

Batterier kommer med stor sannolikhet att förändra vårt elsystem i grunden.

I sina presentationer brukar han ibland ta upp följande scenario: anta att samtliga 5 miljoner hushåll i Sverige skaffar ett batterilager för minst 6 timmar till 2030 (ungefär som Filip Borgh redan gjort). Det skulle kosta 40–60 miljarder kronor och helt jämna ut effektförbrukningen.

– Även om vi inte når hela vägen så kommer batterier med stor sannolikhet att förändra vårt elsystem i grunden. Detta som en viktig dellösning
för att klara effektutmaningen och få en ny leverantör av systemtjänster. Att Ikea nyligen annonserade att de förhandlar om att köpa in sig i den svenska
batteritillverkaren Northvolt är kanske ett tecken i skyn om massleveranser av hembatterier, säger Bo Normark.  

 

Pågående projekt

 

Foto: VattenfallMikronät i TorseboVattenfall, ABB
I Torsebo utanför Boxholm bygger Vattenfall ett energilager på 57 kWh i distributionsnätet. Tanken är att kunna reglera spänningen i de sex fastigheter som finns i området, avlasta matande transformator och försörja området vid kortare strömavbrott. Syftet är att se om batterilager kan vara ett alternativ till att förstärka elnäten och vilka dimensioner lagret i så fall behöver.

 

Foto: E.ONEnergisystem i SimrisE.ON
Sveriges första lokala energisystem, i skånska Simris, startade 2017. De 150 hushållen på orten har varit självförsörjande på el var femte vecka sedan dess genom egen vind- och solel kombinerat med batterilagring. Det ursprungliga batterilagret på 330 kWh utökades med 1 600 kWh i december 2018.

 

Foto: Alexander von SydowFlerfamiljshus i Örebro Öbo, Innoenergy, Power2U
I sju av Öbos flerfamiljshus i Örebro har batterilager installerats inom ramen för projektet CODES. Tillsammans ger batterierna tillgång till drygt 100 kW flexibel effekt som kan kapa effekttoppar i fastigheterna. I projektet har man testat ett molnbaserat styrsystem för distribuerade batterilager.  Målet är att i förlängningen även kunna bidra till frekvensreglering av stamnätet.

Johan Wickström