Ekspertintervjuet: Penger spart og tjent med batterier i el-nettet
Batterier som kobles til el-nettet kan gi mer stabil spenning i nettet, løse praktiske problemer og spare nettselskaper og enkelte strømkunder for store summer. SINTEF-forsker Kjersti Berg forklarer.
Et av verdens største batterianlegg som er koblet til el-nettet: Hornsdale Power Reserve i Sør-Australia. Foto: NTB/Reuters/David Gray
I første rekke er det strømprodusenter og nettselskaper som har mye å hente på å bruke batterier til å løse praktiske problemer og gi bedre inntjening. Men både store og små strømkunder kan i noen tilfeller tjene på å ha et batteri bak strømmåleren.
<2°C:–Alle skjønner nok hva batterier gjør i elbiler, men hva skal vi med batterier i det elektriske nettet vårt? Hvor kan de brukes?
Kjersti Berg: Det er lettest å forklare hvis vi deler dette i tre bruksområder: Hos kunder, altså bak strømmålere, i distribusjonsnettet, og som markedstjeneste.
For det første kan altså batterier brukes hos strømkunder. Både private husholdninger og næringslivet. Hovedsakelig tenker jeg da på dem som produserer strøm selv, for eksempel med solcelleanlegg på taket. Dersom du lager mer strøm enn du trenger på noe tidspunkt, kan du lade batteriet i stedet for å selge strømmen rett ut på nettet.
– Er det fordi du tjener mer på å spare strøm enn å selge overskuddet?
– Ja, for eksempel. Eller hvis du av andre grunner bare ønsker å øke forbruket av egenprodusert strøm. For næringslivet kan det være spesielt aktuelt, for å begrense effekttariffen. Mange næringslivskunder betaler nemlig ikke bare for energien de bruker, de betaler ekstra dersom de tar ut høy effekt i et kortere tidsintervall. Bruker de batterier, kan de bruke dem til å dekke behovet for slike effekttopper, og spare mye.
Slike effekttariffer betaler ikke privathusholdninger i dag, men det kan jo hende at det dukker opp i fremtiden. Da blir det mer aktuelt med batterier også i boliger.
– Og for nettselskapene som distribuerer strømmen?
– Der er batteriene for eksempel spesielt egnet som spenningsstøtte. Kort fortalt stilles det krav i forskrift om leveringskvalitet i kraftsystemet om at spenningen du får fra strømnettet, skal holdes innen et visst intervall. Her kan batterier hjelpe til: Hvis det blir for lav spenning i noen timer, kan batteriet kobles på og bidra til å forsterke spenningen så man kommer innenfor.
Dette kan være et alternativ til å investere i oppgraderinger av linjer, sette inn en ny transformator, eller annet. Da må man selvsagt vurdere kostnaden for batteri mot kostnaden av oppgradering. Hvis det for eksempel er slik at man bare noen få ganger i året har behov for spenningsstøtte, og man befinner seg i et tynt befolket område der man har behov for lange linjer for å oppgradere, kan det fort lønne seg å bruke batteri. I alle fall kan nettselskapet utsette investeringen.
– Men resten av tiden bare står batteriet der?
– Ikke nødvendigvis, for det som er så fint med batterier er at de kan både levere strøm, og forbruke strøm – for eksempel overskudd fra produksjon. Selv om en investering i batterier ikke er lønnsomt til ett påtenkt bruk, kan du jo se deg rundt om det er noe annet du kan bruke det til som også kan generere inntekter eller kutte kostnader. Såkalt value stacking. Batteriet kan lade opp overskuddsproduksjon fra lokal, variabel kraftproduksjon og samtidig levere spenningsstøtte til det lokale nettet.
Lade batteriet når strømprisen er lav
– Og så snakket du om å tilby markedstjenester.
– Da tenker jeg først og fremst på å bidra med systemtjenester til Statnett. Typisk frekvensregulering: Statnett har ansvar for å holde frekvensen i strømnettet innenfor et bestemt område. Hvis frekvensen blir for høy eller lav, må de trekke ut eller pøse på med masse effekt for å stabilisere. Til det fungerer batterier veldig bra, fordi det krever kort responstid. Andre teknologier som er tilgjengelige, trenger mer tid på å starte opp og levere den effekten du er ute etter.
Et siste bruksområde som egentlig er litt på siden av alt dette, er det vi kaller energiarbitrasje. At man kjøper strøm når den er billig, og lagrer den for å selge når den er dyr. Tidligere har ikke strømpris variert så mye i Norge at det har vært lønnsomt. Fordi du alltid har et tap når du lader opp og lader ut – og det tapet har spist opp profitten. Men med tilgang til stadig mer variabel kraft, vind og sol, er dette mer og mer aktuelt å bruke batterier til.
Tenk deg at du har batterier tilknyttet bedriften din for å kutte effekttopper og spare effekttariff når produksjonen starter hver morgen. Så får du midt på natten tilgang til nesten gratis vindkraft. Hvis vi fortsetter å ha variabel strømpris, men med topper som er høye, vil dette kunne bli mer lønnsomt.
Kan gjenbruke batterier fra transportsektoren
– Trenger batteriene vi bruker i kraftsystemet å ha andre egenskaper enn dem vi bruker i laptopen, mobilen eller elbilen?
– Generelt bør jo batterisystemene lages til det du skal bruke dem til. Trenger du mye effekt, må du kunne lade det raskt, skal det lagre strøm lenge? Ulik bruk gir ulik dimensjonering og ulike batterityper.
Hvis et batteri i distribusjonsnettet skal bidra med spenningsstøtte, reagere på et sekund, og kanskje bare pøse inn strøm i tjue sekunder – da trenger du én type batteri. Skal du bruke det for eksempel i tilknytning til et solcelleanlegg, trenger du noe som kan lades opp på flere timer, og lade ut jevnt og over lang tid, trenger du en annen type. Med tilhørende omformere og styringssystem.
– Men kan vi i prinsippet koble alle batterier til nettet?
– Det kommer som sagt an på hva du skal bruke dem til. Men det er for eksempel snakk om at det kan bli et marked for brukte batterier fra transportsektoren som har tapt noe effekt eller er utrangerte, men som kan fungere fint i el-nettet. Det som imidlertid er fort gjort å glemme, er at et batterisystem som skal brukes i strømnettet består av mer enn bare battericeller. Det trengs også omformere og et styringssystem som er «hjernen» til batteriet og forteller det når det skal lade eller utlade.
Battericellene leverer likestrøm, men i nettet må du ha vekselstrøm. Det krever at du har en omformer, og denne omformeren begrenser hvilken effekt batterisystemet kan levere. De har imidlertid også en kostnad. Trenger du ikke mye effekt, kan du kanskje klare deg med en mindre omformer. Men da har du samtidig begrenset bruksområde.
Konkurrerende teknologi utfyller hverandre
– Hvilke andre teknologier og løsninger er det batterier konkurrerer mot på disse områdene? Hva er alternativene, og hva er fordeler og ulemper ved dem?
– Her er jeg ikke ekspert, men jeg merker meg at mange snakker om hydrogen her. Hydrogen kan levere noen av tjenestene som vi kan bruke batterier til, men ikke alle. Det er imidlertid kanskje ikke en konkurrent, det er mer et alternativ som er bedre egnet til noen ting, dårligere til andre. Vi trenger sannsynligvis begge teknologiene, og antakelig mange andre også.
Det er viktigere, tror jeg, å utforske hva som fungerer best til ulike bruksområder. I transportsektoren har vi for eksempel drevet frem kompakte elbilbatterier med høy energitetthet til stadig lavere kostnad. Men for større kjøretøy, skip eller fly, som skal bevege seg over lengre distanser, da blir batterier ofte for store og tunge. Da virker det mer hensiktsmessig med hydrogen eller ammoniakk. Vi har selvsagt ikke tilstrekkelig infrastruktur til å bruke det i stort ennå, men det er mange prosjekter på disse energibærerne for tiden.
Et annet energilager som kan være et alternativ til batterier, er ulike termiske lagre. Der tenker jeg at det er mye å hente – hvorfor skal alle hus kjøpe seg batteri, når de allerede har en varmtvannstank, som jo er et termisk lager? Tilsvarende har man kjølelagre som også er en form for energilagre. Her kan vi bli flinkere til å utnytte samspillet mellom termisk energi og strøm på en bedre måte. Gjort riktig, kan vi spare både energi og materialer. Vi trenger ikke nødvendigvis batterier overalt.
