Energilagring har länge setts som en utmaning i övergången till förnybar energi, men enligt professorerna Ricardo Rüther och Andrew Blakers är problemet i princip löst. I en analys för tidningen PV-Magazine pekar de på att det finns tusentals utmärkta platser för pumpad vattenkraft runt om i världen, med mycket låga investeringskostnader. När dessa kombineras med batterier skapas ett hybridsystem som erbjuder både stor energilagring och snabb respons till låga kostnader.
År 2023 installerades dubbelt så mycket solenergikapacitet globalt som alla andra energiteknologier tillsammans. Solceller, tillsammans med vindkraft och energilagring, ses som framtiden för energiproduktion. Denna kombination gör det möjligt att hantera intermittent sol- och vindkraft.
Solenergi tar ledningen i energiproduktionen
För att hantera variationer i energiproduktionen krävs åtminstone energilagring över natten. I dagsläget står pumpad vattenkraft (PHES) för över 90 procent av den globala energilagringen inom elindustrin, men batterier blir allt viktigare. Efterfrågestyrning är också en viktig utveckling – elbilar, varmvattenberedare och termiska lager i fabriker kan laddas när efterfrågan är låg och tillgången hög. Elbilar fungerar dessutom som ”batterier på hjul” med teknik för att leverera el tillbaka till nätet (V2G).
Fossila kraftverk bidrar till flexibilitet
Även traditionella fossila kraftverk som kol och gas kan fungera som en form av energilagring genom att justera produktionen efter efterfrågan. I Australiens nationella elmarknad sänker kolkraftverk ofta sin produktion under dagen och ökar den under kvällens efterfrågetopp. Vissa stänger till och med av helt några timmar mitt på dagen för att undvika negativa elpriser under soliga och blåsiga dagar.
Ett exempel från den 4 oktober 2024 visar hur produktionen i Australiens elmarknad varierade under ett dygn, där efterfrågan toppade vid 27 gigawatt mitt på dagen. Kolkraftverkens produktion varierade från 7 gigawatt mitt på dagen till 15 gigawatt under kvällstoppen. Under dagen var elpriserna negativa på grund av överskott från sol- och vindkraft, och pumpad vattenkraft och batterier laddades upp.
Stora energilager behövs när fossila kraftverk avvecklas
När äldre fossila kraftverk avvecklas på grund av ålder och konkurrens från billig sol- och vindkraft måste energigapet fyllas av storskalig lagring. När andelen sol- och vindkraft är mindre än 50 procent föredras batterier med några timmars lagringskapacitet. Men för att täcka längre perioder, som nätter eller molniga dagar, behövs större energilager – och här spelar pumpad vattenkraft en avgörande roll.
Hybridsystem överträffar enskilda lösningar
Ett hybridsystem som kombinerar batterier och pumpad vattenkraft är överlägset båda teknikerna var för sig. Batterier är relativt billiga för lagringskraft (per gigawatt), men dyra för energilagring (per gigawattimme). Pumpad vattenkraft är å andra sidan billigare för energilagring men dyrare för lagringskraft. Genom att kombinera de två får man både billig energi och billig kraft.
I ett hybridsystem kan lagring ladda lagring. Ett stort vattenkraftsystem kan långsamt ladda batterier dygnet runt under en vecka av lugnt och molnigt väder. Ett exempel är ett system med 350 gigawattimmar energilagring och 2 gigawatt genereringskraft som kan ladda tolv 4-timmarsbatterier varje dag under en vecka, vilket ger ett totalt energilager på 370 gigawattimmar och lagringskraft på 12 gigawatt.
En ytterligare fördel är att batterier kan dra nytta av negativa elpriser under fyra timmar mitt på dagen och långsamt ladda ett stort men lågkraftigt vattenkraftsystem under de kommande 20 timmarna. Detta kan upprepas varje dag under en vecka tills vattenkraftsystemet är fullt.
Vattenkraftplatser med enorm potential
Den globala atlasen över platser för pumpad vattenkraft visar att det finns 820 000 potentiella platser med en sammanlagd lagringskapacitet på 86 miljoner gigawattimmar, vilket är långt mer än vad världen någonsin kommer att behöva. Endast de bästa platserna behöver utvecklas, och dessa har ovanligt låga investeringskostnader.
Ett exempel är Snowy 2.0-systemet som byggs i Australien med en förväntad investeringskostnad på 8 miljarder dollar för 350 gigawattimmar lagring, vilket motsvarar 23 dollar per kilowattimme – cirka tio gånger billigare än motsvarande batterikostnad. Många regioner, inklusive Balkan, har ännu bättre potential för låga kostnader och stor lagringskapacitet.
De allra bästa platserna i atlasen är markerade med stjärnor (kostnadsklass AAA), trianglar (klass AA) eller mörkröda punkter (klass A). Användare kan zooma och rotera kartan för att utforska detaljerad information om olika platser och storlekar på lagringssystem. De flesta av platserna ligger utanför floder och kräver inga nya dammar, vilket gör dem både miljövänliga och kostnadseffektiva att utveckla.
Med dessa resurser till hands är energilagring inte längre ett problem – det är en lösning som bara väntar på att implementeras, sammanfattar professorerna Ricardo Rüther och Andrew Blakers.
Källa: PV-Magazine