Kan enorma batterier som bygger på vikter och gravitation bli ett sätt att hantera en allt mer väderberoende elproduktion? I Kina är världens första storskaliga gravitationsbatteri snart färdigt att tas i drift, och fler är på gång världen över.
Till formen ser det ut som en jättelik lagerbyggnad, där anläggningen med gravitationsbatteriet tar form på en industritomt i Rudong, strax norr om Shanghai i Kina. Över 120 meter högt och med ett inre som liknar ett modernt automatiserat robotlager, men där det istället för varor plockas och hissas stenblock på 24 ton vardera för att lagra energi och generera elektricitet.
Principen bakom det enorma energilagret bygger på enkel mekanik och gravitation. Överskottsel från en närliggande vindpark används för att driva motorer som med hjälp av kablar hissar upp tunga stenblock till toppen på byggnaden, där blir de kvar som en form av lagrad energi. När elen sedan behövs firas blocken ner med gravitationens hjälp och hisskablarna, som nu snurrar åt motsatt håll, driver generatorer som producerar el.
Enligt det schweiziska företaget Energy Vault, som ligger bakom projektet och uppfinningen, ska det massiva maskineriet med sina runt hundra stenblock ge en effekt på 25 MW och ha en lagringskapacitet på 100 MWh. Stenblocken är gjorda av en särskild sorts miljöbetong med bland annat återvunnen jord och sand från själva byggarbetsplatsen.
Fler liknande projekt på gång
Gravitationsbatteriet i Rudong är den första stora kommersiella installationen av sitt slag i världen. Kunden är ett lokalt avfallshanteringsföretag och energilagret ska användas för att stötta och balansera det regionala elnätet, och göra det med hjälp av lagrad vindenergi. Energilagret beräknas tas i drift i september 2023.
Energy Vault har ingått avtal om att bygga fem till liknande anläggningar i Kina med en total kapacitet på 2 GWh. Och i Texas i USA bygger man just nu en anläggning på 36 MWh åt ett energibolag.
Det finns flera aktörer med samma grundprincip för energilagring. Blanda andra arbetar ett företag från Skottland, Gravitricity, med att utveckla mindre gravitationsbatterier som kan installeras i nedlagda gruvschakt, eller i underjordiska schakt mitt i städer. Deras teknik bygger på enstaka eller seriekopplade vikter som hissas upp och ner i ett schakt.
Hur det ser ut med lönsamhet och återbetalningstid för ett batteri som det i Rudong är än så länge oklart. Systemen lämpar sig, enligt en intervju publicerad i Cnet, bäst för större installationer där man vill kunna generera kraft under en längre period, tio timmar eller mer.
Lång livslängd och hög verkningsgrad är två fördelar som företaget lyfter fram. Medan ett batterilager har en livslängd på 10–15 år kan en sådan här anläggning underhållas och Energy Vault lämnar en garanti på 35 år för batterisystemet. Och jämfört med vätgaslager är verkningsgraden betydligt högre, och ligger på runt 80 procent.
Pumpkraft och vattenkraft
Den här typen av spektakulära projekt kan låta som science fiction, men är egentligen bara en vidareutveckling av gammal beprövad teknik. Själva principen bakom gravitationsbatterier är densamma som i pumpkraftverk, och i förlängningen även vattenkraftverk. Skillnaden är bara det att man har bytt ut vatten, pumpar och turbiner mot ett hissystem med tyngder och generatorer. I ett pumpkraftverk pumpas vatten upp från en lägre till en högre reservoar, där energin lagras till dess den behövs. Då släpps vattnet ner och strömmar genom en turbin som alstrar el.
Gravitationsbatterier har fördelen att de kan placeras mitt i en stad eller där det finns förutsättningar. När det gäller effekt och lagringskapacitet är pumpkraftverken i regel överlägsna. Sveriges största pumpkraftverk var länge Juktans kraftstation, i Västerbottens län, som Vattenfall byggde om till ett vanligt vattenkraftverk 1996. Det hade en lagringskapacitet på hela 30 GWh, eller runt 300 000 bilbatterier. Just nu pågår en förstudie om att återställa Juktan till ett pumpkraftverk, med en potential på 380 MW. Investeringsbeslut planeras för 2027 och kommersiell drift från 2031.
