Storskalig lagring behövs i framtidens energisystem

Om Sverige ska klara elförsörjningen framöver behöver vi investera i både kort- och långsiktig energilagring, även om kärnkraften behålls - eller till och med byggs ut. Det framgår av en ny studie framtagen på uppdrag av Power Circle och energilagringsföretaget Mine Storage.

Elsystemen i Sverige, Europa och världen kommer behöva genomgå en stor omställning. När transporter och industrier elektrifieras växer vårt elbehov och kan enligt Svenska Kraftnät ha dubblerats till år 2045. Därför behövs en kraftig utbyggnad av elproduktionen, och om vi samtidigt ska klara klimatmålen behöver den till stor del vara förnybar. Vad innebär det för det svenska elsystemet och behovet av balansering, stabilisering och lagring? Den frågan ställde Power Circle och energilagringsföretaget Mine Storage i en ny studie gjord av Uppsalastudenterna Alexandra Sederholm och Sophie Ågren.

– Energifrågorna har fått mycket uppmärksamhet den senaste tiden, men det finns lösningar som flexibilitet och lagring. På Power Circle ställde vi oss frågan hur stort behovet egentligen är och vilka tekniker som kan lösa utmaningarna på längre sikt, säger Anna Wolf, tillförordnad VD på Power Circle och handledare till studenterna.

Studien baseras på framtidsscenarier från Svenska Kraftnät, egna beräkningar och intervjuer med experter. En viktig slutsats är att energilagring, flexibilitetsresurser och stödtjänster behövs oavsett om vi bara satsar på förnybar energi eller om vi behåller eller till och med bygger ut kärnkraften. Oavsett hur elen produceras kommer både kortare och längre perioder av elunderskott att uppstå, och då behöver vi ha utbyggda stödfunktioner för att systemet ska fungera.

– Det här är väldigt intressanta slutsatser. Vi trodde att den största efterfrågan på storskalig energilagring skulle finnas i scenariot utan kärnkraft, men uppenbarligen finns behovet även om den byggs ut. Kärnkraften används inte för att hantera energiobalanser och vattenkraften räcker inte till, så det behövs ytterligare storskalig energilagring för ett fungerande elkraftsystem när vi elektrifierar samhället, säger Thomas Johansson, medgrundare och VD för Mine Storage.

En annan slutsats är att stödsystem som energilagring och flexibilitetsresurser kommer behöva ha mycket större kapacitet än i dag för att kunna täcka de elunderskott som kommer, både för kortare och längre perioder. Här behöver den tekniska utvecklingen gå framåt, och experterna är eniga om att många olika tekniker kommer behövas. Lösningar som förbrukningsflexibilitet, batterier, smart laddning och i framtiden kanske även V2G (att elbilar matar ut el på nätet) kan bidra till att täcka underskott på 1–8 timmar men de kommer inte räcka till.

–  Studien har inte berört import eller export, men vi kommer behöva många tekniker för att hantera framtidens elsystem även om vi kan samverka med andra länder. Storskaliga energilager kommer bli en viktig pusselbit för att hantera utmaningarna och Power Circle kommer följa utvecklingen av lagringstekniker som mine storage med spänning framöver, säger Anna Wolf.

– Sophie och Alexandra har gjort ett strålande arbete och en viktig del av lärandet är att tänka ingenjörsmässigt. I denna studie innebär det att inte dimensionera hela systemet för ett teoretiskt extremt scenario, som aldrig inträffar, utan vi valde att täcka 80 procent av det teoretiska energibehovet och finner då att några tiotal mine storage-anläggningar räcker för hela svenska systemet. Det gör oss mindre beroende av import och ger dessutom kontinuerlig systemnytta i form av svängmassa och spänningsreglering, avslutar Thomas Johansson.

För mer information, kontakta:
Thomas Johansson, medgrundare och VD Mine Storage, thomas.johansson@minestorage.com, 070-696 78 00
Anna Wolf, tf VD Power Circle, anna.wolf@powercircle.org , 070- 954 00 02 

Fakta om studien:

• Studien som refereras består av ett examensarbete och en uppföljande analys som Uppsalastudenterna Alexandra Sederholm och Sophie Ågren utfört på uppdrag av intresseorganisationen Power Circle och energilagringsföretaget Mine Storage.
• Studien baseras på två olika scenarier för år 2045 från Svenska Kraftnäts långsiktiga marknadsanalys. I examensarbetet studerades scenariot Elektrifiering Förnybart och i den efterföljande analysen även Elektrifiering Planerbart. Beräkningarna har utförts utan hänsyn till import och export samt begränsningar i elnätskapaciteten och kan således sägas vara en bild av hur väl elproduktion kan matchas med konsumtion inom hela Sverige i framtiden.
• I scenariot Elektrifiering Förnybart har framför allt vindkraften byggts ut kraftigt och kärnkraften fasats ut. I scenariot Elektrifiering Planerbart har den förnybara energiproduktionen också byggts ut, men även kärnkraften har behållits och byggts ut.
• I båda scenarierna antas elkonsumtionen öka kraftigt: mer än en fördubbling i Förnybart-scenariot (från 141 TWh 2021 till 286 TWh 2045) och närmare en fördubbling i Planerbart-scenariot (från 141 TWh 2021 till 266 TWh 2045). Elproduktionen år 2045 i Förnybart-scenariot antas bli 304 TWh och 269 TWh i Planerbart-scenariot.
• Ett grundantagande i studien är att flexibilitetsresurser som exempelvis batteriparker kan bidra till att täcka upp för kortare underskott i systemet (1-8 timmar).
• Mer information om begrepp som exempelvis V2G och flexibilitet finns i Power Circles Faktablad och kunskapsunderlag: powercircle.org/kunskap/
• Examensarbetet kan läsas i sin helhet här: https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1678274/FULLTEXT01.pdf
• En film om examensarbetet finns här: https://www.youtube.com/watch?v=kjTJBCiKCWg
• Läs mer på powercircle.org/kunskap/

Om Mine Storage:
Mine Storage är ett energilagringsföretag grundat av experter med en stark meritlista inom energisektorn som vill bidra till en hållbar framtid med fossilfri energiproduktion genom att utveckla miljövänliga energilagringsanläggningar i övergivna underjordiska gruvor. Enkelt uttryckt är ett mine storage som ett vattenkraftverk fast delvis under jord: vatten pumpas upp eller släpps ner mellan två reservoarer på olika höjd och kan därmed lagra eller generera energi beroende på behovet i elsystemet. För mer information, se minestorage.com.