Fornybart: Balansegang med batterier

Når sol eller vind ikke møter markedets behov for energi, må vi ty til andre kilder. I dag balanseres tilbud og etterspørsel i energimarkedet hovedsakelig av tradisjonelle energikilder som gass, kull, vannkraft eller atomkraft. Skal andelen fornybar energi nå 70 prosent i 2040, slik Statkraft forventer, må vi finne løsninger som gir nødvendig fleksibilitet uten bruk av fossile energikilder. Det er nærliggende å tenke på batterier, men er det en realistisk mulighet?

Batterirevolusjon

Elektrifisering er en av megatrendene i dag. Elektriske biler blir stadig vanligere, og de første elektriske flyene har allerede lettet fra bakken. Også busser, trailere og andre nyttekjøretøyer vil etter hvert bli elektriske.

En viktig driver for denne utviklingen er batterilagring, i dag hovedsakelig litium-ionbatterier som blir stadig billigere og mer effektive. Høres det ikke ut som en god idé å bruke slike batterier også for å lagre overskuddsenergi fra sol og vind?

– Litium-ionbatterier er først og fremst en god løsning for kortvarig balansering i strømnettet fra noen få sekunder til en time, sier Matthias Holzenkamp, ​​direktør for kommersiell kapitalforvaltning i Statkraft Tyskland.

– Batteriene har muligheten til å levere store mengder strøm på kort tid og er derfor svært effektive når det gjelder kortvarige svingninger i strømforsyningen. Batterier kan også være relevante for balansering innenfor en dag, men konkurrerer da ofte med andre og billigere teknologier.

Ikke for langsiktig lagring

For lagring av strøm i uker eller måneder mener Holzenkamp dagens batteriteknologi ikke er egnet.

– Hvis du for eksempel lagrer strøm for å kompensere for en uke uten sol, trenger du et stort batteri, og det ville ikke være lønnsomt, fordi batteriet sjelden er i bruk, sier han.

– Batterier er svært kostbare og må derfor ha mange driftstimer for å lønne seg.

Holzenkamp har fersk erfaring fra Statkrafts fullskala batterilager ved elvekraftverket i Dörverden i Niedersachsen i Tyskland. Her ble det i 2016 installert tre store litium-ionbatterier med en totalkapasitet på 3 megawatt, noe som tilsvarer 600.000 smarttelefonbatterier.

– Formålet var ikke å lagre energi fra det tilstøtende vannkraftverket, men å levere frekvensstøtte til nettoperatørene. Batteriene er plassert her fordi vi har plass, kompetanse og nettilgang, sier Holzenkamp.

– Batteriene fungerer veldig bra, det er nesten ingen nedbryting og de har svært høy kapasitet. Teknisk virker systemet bedre enn forventet.

Viktig fleksibilitet

Holzenkamp tror likevel ikke det vil være behov for ytterligere batterikapasitet i Europa i nær fremtid. Det tyske energinettverket er velutviklet og gir allerede stor fleksibilitet. Det betyr at kundene alltid vil få strøm fra andre steder, dersom det ikke produseres tilstrekkelig fra sol eller vind lokalt.

– I land med mye sol, som India, kan batterier være en god løsning. Der trenger de fleksibilitet på kort og mellomlang sikt for å kunne lagre strøm til bruk om kvelden og natten. Det europeiske markedet har først og fremst behov for langsiktig fleksibilitet over dager og uker, og da har batteriene begrenset verdi, sier Holzenkamp.

– Ikke alle er like heldige som Norge, som har store grønne batterier i form av svært fleksibel vannkraft. I store deler av Europa vil vi være avhengige av gass i lang tid for å ha tilstrekkelig fleksibilitet. Ved å kombinere dette med produksjon av hydrogen og metan basert på solenergi og vindkraft – en såkalt kraft-til-gass-løsning – kan vi også få en nesten CO₂-fri kraftproduksjon.

Fremtidige lokale løsninger

Selv om batteriteknologien kanskje ikke er egnet for langsiktig lagring av overskuddsenergi fra solenergi og vindkraft, vil forbedret batteriteknologi sannsynligvis være av stor betydning for lokale småskalaløsninger.

– I Tyskland, og i flere og flere land i Europa, ser vi at folk installerer solceller på taket hjemme og legger til batteripakker til sitt eget strømforsyningssystem. Da kan de spare energi for kanskje inntil en dags forbruk, noe som betyr at de ikke trenger å selge overskytende kraft billig på kraftnettet. Dette gir også private husholdninger sikkerhet mot kortsiktig strømbrudd. Mange kunder liker dessuten ideen om å være uavhengige av de store energiselskapene, sier Holzenkamp.

Han ser også at enkelte bedrifter kan dra nytte av batterier for å redusere energikostnadene. De kan kjøpe strøm til lavere priser – om natten – og lagre den til senere bruk. De kan også redusere forbrukstoppene og nettavgiftene.

– Dette gir både sikkerhet og forutsigbarhet for kundene, og kan dermed være en fornuftig løsning, sier Holzenkamp.

Har lært mye

Holzenkamp mener erfaringene med Dörverden-batteriet er viktig for Statkraft, selv om det foreløpig kanskje ikke er så kommersielt interessant.

– Vi har lært mye om batteriteknologi, om begrensninger og muligheter, om fordeler og ulemper. Det har også lært oss at bruksområdet for slike batterier er begrenset, og at mye er avhengig av det lokale markedet, sier Holzenkamp.

– Det foregår likevel mye forskning og utvikling på batteriteknologi som vil forbedre energitetthet, lagring, levetid og effektivitet. Fremtiden vil gi oss både forbedringer og overraskelser, og det må vi være forberedt på!