Aktuell forskning | 15 feb 2024

Bättre lagring kan sänka elkostnaden

Johannes Hjalmarsson, Uppsala universitet, visar i sin doktorsavhandling hur stackning av tjänster är viktigt för att öka intresset för energilager.

Elsystemet är under stor förändring. Icke förnybara energikällor håller på att fasas ut till  förmån för förnybar produktion som vind- och solkraft. De sistnämnda är produktionsslag som är väderberoende, vilket skapar en rad utmaningar bland annat när det gäller planering och drift av elnätet.

Jämfört med många andra länder har Sverige hittills haft ett elsystem som varit lätt att reglera på grund av en stor mängd vatten- och kärnkraft.

Samtidigt som ökad elektrifiering är en väsentlig del av den gröna omställningen gör det samhället alltmer beroende av en stabil elförsörjning.

– Goda möjligheter till lagring blir ännu viktigare för att elsystemet ska fungera bra, säger Johannes Hjalmarsson, som efter civilingenjörsutbildning – energisystem med inriktning mot kraftsystem – vid Uppsala universitet doktorerade vid samma universitet inom ett EU-projekt kring smarta nät och energilagring.

Sedan några veckor arbetar han som kraftsystemanalytiker vid teknikkonsulten Sweco.

I sin avhandling konstaterar Johannes Hjalmarsson att investeringar i energilager ur ett historiskt perspektiv ofta har varit svåra att räkna hem rent ekonomiskt. Samtidigt växer marknaden snabbt för olika energilagringsteknologier.

– Genom energilager som erbjuder flera funktioner, till exempel att både stötta det lokala nätet och sälja tjänster som systemansvariga upphandlar, förbättras de ekonomiska förutsättningarna förutom att det är bra för elnätet som sådant.

För att elsystemet ska fungera behöver man, om det skulle uppstå en kortsiktig obalans, snabbt kunna påverka konsumtionen eller produktionen, något som bland annat kan ske med hjälp av batterier som ultrasnabbt skjuter ut eller tar emot energi.

Varje år betalar statliga Svenska kraftnät, som är systemansvarigt för elförsörjningen i Sverige, flera miljarder kronor för olika typer av stödtjänster. Det är dessutom en marknad som växer.

I sin avhandling hävdar Johannes Hjalmarsson att affärsmodeller som, vid användning av energilager, kombinerar olika tjänster och tillämpningar kommer vara avgörande för utvecklingen av nätanslutna energilager.

– I och med den stora omställningen mot många lokala – och utspridda – energilager blir möjligheten till så kallad service stacking, eller value stacking som det också kallas, otroligt värdefullt. Stacking kan antingen ske samtidigt, parallellt eller i olika perioder.

Med risk för att batterierna åldras snabbare?

– Genom att erbjuda flera tjänster kommer utnyttjandegraden hos energilagren att öka. Men enligt de fallstudier som vi har gjort är det flera av tjänsterna som inte påverkar slitaget speciellt mycket. Det gäller till exempel en del av de stödtjänster som Svenska kraftnät köper in.

– Slitaget är starkt beroende av vilka tjänster som erbjuds samt intensiteten.

Ökad lagringskapacitet i elsystemet kan, enligt avhandlingen, bidra till att enskilda konsumenters elkostnader minskas genom att lokala effekttoppar kapas, framför allt under höglasttid.

Kommer vi att ladda batterierna när elen är billig och sälja den när den är dyr?

– Det är i varje fall en möjlighet vid stora fluktuationer i elpriset. Om det är många som gör det kommer det dessutom att pressa ned priset. Lagring blir otroligt viktig för att kunna jämna ut variationer över tid.

Kommer elbilar att användas som energilager?

– De allra flesta bilar står stilla en stor del av dygnet. Jag tror att vi i framtiden kommer att använda bilarnas batterier som reserv vid störningar på nätet. Antingen drar man då ned på laddningen eller så matar man ut en mindre mängd energi. Om det är många fordon som är uppkopplade samtidigt behöver varje fordon inte bidra med speciellt mycket.

Johannes Hjalmarsson drar paralleller mellan solcells- och lagringsutvecklingen.

– För ett antal år sedan pratades det om solceller som något jätte­intressant. Sedan dess har tekniken mognat, människor lärt sig vad det är och marknaden exploderat. Jag tror lagring är på väg åt samma håll.

– Vi ser hur lagringsmöjligheterna på produktionssidan ökar, till exempel i anslutning till vindkraftverks- och solcellsanläggningar, men även på användarsidan. Det sistnämnda innebär en ny dimension.

Text: Mikael Bergling