Energilagringens kraft i elektrifieringen

Vidare utgörs en tilltagande del av elmixen av väderberoende kraft som förvisso är betydligt billigare per levererad kilowattimme, men som samtidigt har en betydande tidsvariation.

Den stora andelen vatten- och kärnkraft, tillsammans med ett väl tilltaget elnät, har under lång tid gett Sverige en god tillgång på grön el av rätt kvalitet vid rätt tillfälle. Den gröna omställningen och elektrifieringen har lett till både snabbt sjunkande priser på förnybar energiproduktion såväl som ökat elbehov. Medan den förnybara energiproduktionen, främst sol- och vindkraft, ger stora och billiga energitillskott så matchar inte nödvändigtvis deras produktionsprofil hur behovet ser ut.

För att kunna inkorporera mer förnybar energi i våra system finns några principiellt viktiga områden:

1. Planera förbrukning att matcha förväntad produktion
2. Lagra energin för senare tillfälle
3. Förstärka elnät för att jämna ut effekter över större områden

Flexibel användning

Att planera förbrukning att matcha förväntad produktion kan vi kalla för flexibel användning, och många processer och områden kan åtminstone till viss del styras på ett sätt som kan matcha bättre med när energin genereras. Här ryms både tekniska och administrativa åtgärder. Exempelvis kan schemaläggning av förbrukning utformas på ett sätt som sammanfaller antingen med egen energiproduktion eller med lågpristimmar i elnätet. Det kan vara åtgärder som att sprida ut uppstart av tunga processer för att hålla nere toppeffekter när energibehovet i batchprocesser är som störst eller hur logistikscheman kopplar mot eluttag från fastigheten. För de tekniska aspekterna finns många olika system, vanligt är att enheter kopplas upp för att sprida ut effekt över tid eller att förlägga förbrukningen till lågpristimmar som vid t.ex. elbilsladdning. En översikt över både energi- och effektplanering, gärna som en holistisk lösning i samband med andra energieffektiviseringsåtgärder, är ett värdefullt verktyg för att optimera energisystemet.

Energilager – mest intressant för framtiden

Det finns en hel del ”lågt hängande frukter” att hämta via smart styrning av elnätet som är väldigt viktigt och där energilagring kommer att spela en viktig roll, men energilager är mest intressant för framtiden när smarta lokala nät kommer att slå igenom på bred front. Många kanske ser energilager som synonymt med batterier och för elektrisk energi är de mycket flexibla och mångfacetterade. De lämpar sig bra för att lagra högkvalitativ energi (d.v.s. el) under perioder om timmar eller dygn, har en hög energi- och effekttäthet och är centrala för elektrifieringen av fordonssektorn. Men energilagring kan ju också ske med andra medier eller lösningar som pumpteknik, vätgas eller termiskt lagring.

För stationära system så används energilager inom flertalet områden; att lagra egen förnybar energi för att minska kostnader och kanske nå vissa miljöcertifieringsmål, minska effekttoppar eller rymma en utbyggnad på befintligt abonnemang, handla med el på spotprismarknaden eller med obalanser, agera back-up eller UPS, eller stötta elnätet genom till exempel frekvenshållningsreserven/stödtjänster mot Svenska Kraftnät.

Beroende på vilka förutsättningar man har kan man generellt säga att batterilagring är tillgänglig och en möjlig lösning för de flesta situationer och det som kortsiktigt är enklast att genomföra till en rimlig kostnad. Sedan kan det finnas ypperliga möjligheter för t.ex. pumpteknik om man redan besitter stora lagringsmöjligheter för vatten med en höjdskillnad mellan reservoarerna, men det är inte lika vanligt förekommande och kostar mycket och tar lång tid att realisera om man skall bygga allt från start.

Energiagring via batterier har gått från att ha varit lite kuriosa, till ett reellt intresse och vidare till att vara så intressant att system realiseras i många olika sammanhang idag både för privat- och industribruk. Kraftigt sjunkande priserna på batterier, tillsammans med ökade effekt- och anslutningsavgifter och höga ersättningar från stödtjänstmarknaderna har lett till att installationerna mångdubblats år efter år. Ett intensivt arbete pågår även med att säkra verksamheten för störningar, exempelvis genom reserv- och avbrottsfri kraft som seglat upp som en konsekvens av omvärldsläget och där smarta lokala små nät kan skapa förutsättningar att klara dessa typer av kriser.

Påverkan för elinfrastrukturen

Förstärkningen av elinfrastrukturen genom elnätet är också starkt kopplat till energilagring – då effekttopparna är begränsande. Förstärkningen av elnätet mot kontinenten har också inneburit att vi fått en ny dynamik i prissättningen. Exempelvis har både tysk sol och naturgas, samt fransk kärnkraft tidvis varit prissättande för svenska elområden – med kraftigt varierande elpriser som följd.

Vid ökad överföringskapacitet blir tillgången och bristerna utjämnade över större områden. På så vis kan också förnybar energi i ett område till viss del ersätta fossil kraft i ett annat, men det kan också vara det omvända om den förnybara energin inte levererar för att det inte blåser tillräckligt eller att solen inte skiner, vilket då skapar stor prisvolatilitet.

Dessa prissvängningar på el samt vår ökade användarflexibilitet gör energilagring mer ekonomiskt intressant. Vi ser också ett ökat antal projekt med mer dynamiska elnätsanslutningar, både i form av villkorade avtal med en anslutningseffekt som exempelvis är högre nattetid, samt mikronät och energigemenskaper som möjliggjorts i och med uppluckrade regelverk – där lokala energihubbar löser lokala effektknutar.

Från energi till effekt

En följd av den ökande elektrifieringen för att komma bort från de fossilbaserade energikällorna blir ett större behov av investeringar i elnäten och ett generellt skifte av fokus från energi till effekt. De tilltagande kostnaderna för utbyggnad av distributionsnäten kombinerat med flaskhalsar i elnätet ger incitament för att bättre kunna planera och styra effekter, vilket är relevant för både nätoperatören, energiproducenten, industrin, parkeringsplatsen, fastighetsbolaget såväl som för privatpersonen. Behovet av att se över sin effektbudget ökar dessutom när avräkningsperioden minskar från 60 till 15 minuter och en helt ny prismodell som inkluderar en effektavgift skall vara genomförd senast 1 januari 2027 av samtliga elnätsföretag.

En väl planerad effekthantering kan då bland annat leda till:

• Lägre kostnader för effektavgifter.
• Högre ersättning eller lägre kostnad för köpt och såld el/energi.
• Minskad anslutningsdimension, vanligast för elektrisk, men även relevant för termisk energi (exv. fjärrvärme/-kyla).
• Ökat utrymme på nätet för andra etableringar eller minskade investeringskostnader för elnätsägaren.

Det finns flera delar i pusslet, där styrning kan vara väldigt effektivt för förbrukare som periodvis kan vara flexibla vid exempelvis tröga processer, elbilsladdning, värmepumpar, osv. eller där smart schemaläggning kan förskjuta laster från varandra. För enheter som inte kan vara flexibla så kan energilagring vara ett alternativ.

Batterier är flexibla och kan fylla olika funktioner för olika behov:

• Lagra egen förnybar el för senare användning för att minska både köpt och såld el. Kan också påverka miljöcertifieringar, CO2-avtryck i produktion, kravuppfyllnad av boverkets byggregler m.m.
• Bygga ut verksamhet trots att ingen mer effekt kan tilldelas i närtid – genom att utnyttja andra timmar för att fylla på med energi eller för att exempelvis boosta snabbladdning av fordon.
• Agera back-up vid nätbortfall, antingen som överfasning till eller för att ersätta reservkraftaggregat som idag drivs av fossila drivmedel. Till skillnad mot reservkraftaggregat är ett batterilager delaktigt även under normal drift.
• Skifta tidsfönster för köpt och såld el för konsumenten genom att undvika pristoppar och för producenten att undvika låga priser som följer av kannibalisering vid hög marknadspenetration av till exempel sol- eller vindkraft.
• Ger en möjlighet att hantera obalanser för elhandlaren – eller att handla med obalanser på intradag-marknaden.