Energilagring

Batterilagring av el erbjuder många fördelar för både bostäder och kommersiella tillämpningar. Batterier möjliggör integration av förnybara energikällor, som sol- eller vindkraft, genom att lagra överskott av energi som genererats under topproduktionsperioder och släppa ut den under perioder med hög efterfrågan. Just effekttoppar i elnätet, som orsakas av extremt hög efterfrågan på el, kan leda till överbelastning och potentiella strömavbrott.

Batterilagring är en effektiv metod för att hantera dessa utmaningar, då de kan erbjuda reservkraft under dessa perioder och säkerställa en pålitlig och oavbruten energiförsörjning. Det hjälper till att stabilisera elnätet, minska beroendet av fossila bränslebaserade kraftverk och minimera koldioxidutsläppen. Batterier kan också optimera energiförbrukningen genom att lagra elektricitet när priserna är låga och använda den när priserna är högre, vilket resulterar i kostnadsbesparingar för konsumenterna. 

Intresset för batterilagring i Sverige har ökat markant i takt med behovet av att stabilisera elnätet och utöka förnybara energikällor i det svenska energilandskapet. De ekonomiska framstegen kring batterilagring har också accelererat de senaste åren, där den tekniska utvecklingen mot mer tillförlitliga och hållbara batterilösningar har förbättrats, och kostnaderna för tillverkning sakta börjat sjunka. 

Allt högre elpriser och ett ökat fokus på hållbarhet har gjort det mer ekonomiskt attraktivt för företag att investera i batterilagring. Samtidigt blir det allt vanligare att nyttja en så kallad batteriaggregator för att förbättra lönsamheten ytterligare.

En batteriaggregator är en aktör som hjälper till att optimera användningen av ett batterilager, med hjälp av avancerade tekniska lösningar som gör det möjligt att utnyttja batteriet på flera marknader. Företag kan tjäna pengar genom att sälja sin lagrade energi tillbaka till elnätet till högre priser och delta i olika tjänster för frekvensreglering. Genom att optimera användningen av batteriet och energin kan företag med hjälp av batteriaggregatorer bidra till ett mer stabilt och effektivt elnät, samtidigt som de stödjer integrationen av förnybar energi och ett mer hållbart energilandskap.

I Sverige är det energisektorn som går i bräschen för att satsa på batterilagring av el, såväl nationella aktörer inom solenergibranschen som lokala elbolag. Framför allt kommer batterilagring till nytta för de industrier som kräver stabil energitillförsel, flexibilitet och effektivitet i energianvändningen. Transportsektorn, med såväl elbilar som kollektivtrafik, fastighetssektorn, datacenter samt sjukhus och andra offentliga institutioner med kritisk infrastruktur, är exempel på verksamheter där batterilagring av energi är särskilt intressant.

Batterier är en viktig nyckel i Sveriges energiomställning och för att nå klimatmålen om netto noll utsläpp senast 2045. Med batteriteknik som en del av det övergripande energisystemet kan vi effektivisera användningen av förnybar energi, fasa ut beroendet av fossila bränslen och öka flexibiliteten i elsystemet genom att lagra överskottsenergi från sol- och vindkraft. När så efterfrågan på el överstiger tillgången kan batterier frigöra den lagrade energin. Målet är att uppnå effektbalans, det vill säga att i realtid matcha elproduktionen med elkonsumtionen för att bibehålla stabilitet i elnätet. Batterier bidrar till effektlagring genom att agera som en buffert och jämna ut fluktuationer i energitillgången.

Batterier i jämförelse med andra energilagringsmetoder

I jämförelse med andra tekniker för energilagring har batterier alltså en unik förmåga att snabbt balansera eltillförseln i elnätet. Samtidigt går batterier att installera nära användningsstället, vilket minskar energiförlust under överföringen.

Vattenkraft, en annan viktig energilagringsmetod, kräver i sin tur en betydande infrastruktur och är mycket platsberoende, samtidigt som miljöpåverkan är hög. Pumpkraftverk använder överskottsenergi för att pumpa vatten från en lägre till en högre reservoar, och producera el vid behov den genom att vattnet släpps tillbaka genom en turbin. Vattenkraft är mycket effektivt för storskalig energilagring över längre perioder, och har en betydligt längre livslängd jämfört med batterier. Batterier har också begränsningar gällande lagringskapacitet och en hög initial investeringskostnad för den enskilda användaren.

Andra, relativt nya tekniker för energilagring är termisk energilagring och vätgaslagring. I termisk energilagring förekommer material med hög värmekapacitet för att lagra värme eller kyla som sedan kan användas vid behov, exempelvis i stora varmvattenlager. Tillverkning och lagring av vätgas genom elektrolys med överskottsel är en annan intressant metod, för att exempelvis driva fordon eller generera el.

För de som äger ett batterilager finns en mängd fördelar att ta del av, samtidigt som det ger möjlighet att skapa intäkter.

• Flexmarknaden: Att delta i Svenska Kraftnäts frekvensmarknader är en av de mest lönsamma sätten att tjäna pengar på sitt batteri. Dessa marknader har olika krav och egenskaper, men genom att vara en del av dem kan ditt batteri stödja elnätet vid både högre och lägre frekvens. Till exempel kan du delta i FFR-tjänsten, där aktivering sker på endast 0,7 sekunder och varar i bara 30 sekunder. Det finns även andra tjänster som FCR-N, FCR-D upp och FCR-D ned, där aktiveringen tar lite längre tid, men fortfarande ger möjlighet att stödja elnätet vid frekvensavvikelser och där ditt företag får ersättning för att vara redo att aktiveras.
  
  Läs mer: Flexbilitet blir extra lönsamt med batterilager 

• Lokala kapacitetsmarknader: I vissa områden i Sverige finns det även lokala kapacitetsmarknader där du kan sälja elkapacitet till elnätet. Dessa marknader fungerar på liknande sätt som frekvensmarknaderna, men kräver vanligtvis längre tidsperioder och energivolymer. Det kan finnas olika upplägg på marknaderna och kombinationer av ersättning för tillgänglighet och aktivering.
  
  
• Peak-shaving: Peak-shaving är också en strategi som kan hjälpa dig att tjäna pengar på ditt batteri. Genom att minska förbrukningskurvan kan du minska kostnaderna för elnätsavgifter. Om du till exempel har en effekttariff kan du spara pengar genom att hålla nere den maximala effekten i ditt abonnemang. Detta går att uppnå genom peak-shaving-tekniken. Dessutom kan peak-shaving vara användbart om du behöver använda en högre effekt än vad din anslutning till elnätet tillåter.
  
  
• Elprisarbitrage: Ett annat sätt att tjäna pengar på ditt batteri är genom elprisarbitrage. Genom att utnyttja variationen i spotpriserna över dygnet kan du lagra el när priserna är låga och sedan sälja den när priserna är höga. På så sätt kan du minska kostnaden för din egen elanvändning och kanske till och med tjäna extra pengar genom att sälja överskottsenergi till elbolaget. Dygn med stora variationer i spotpriserna ger vanligtvis större besparingar och intäkter än dygn med mindre variation.
  
  
• Förnybar energiintegrering: Om batterilagret är kopplat till förnybara energikällor som solpaneler eller vindkraftverk, är det enkelt att lagra överskott av genererad energi och sälja den när efterfrågan och priser är högre.
  
  
• Batterilagring som reservkraft: Företag kan öka driftsäkerheten genom att säkerställa oavbruten strömförsörjning vid strömavbrott. Batterier som reservkraft minskar risken för produktionsavbrott och intäktsförluster för företag och hushåll. 
  
  
• Effektiv energianvändning: Företag kan använda batterilager för att minska sin totala energiförbrukning under dyrare tidpunkter, vilket minskar deras energikostnader och potentiellt genererar intäkter genom avtal om efterfrågeflexibilitet.
  
  
• Ökad kapacitet när den behövs: Batterilager kan tillhandahålla extra kapacitet vid behov, vilket minskar behovet av att vänta på en uppgradering av elnätet vid brist på utbyggd kapacitet. Ett exempel är genom så kallade mikronät, det vill säga lokal elproduktion i mindre, geografiskt begränsade “öar”.

En batteriaggregator är en aktör som kopplar samman individuella batterilagringssystem för att skapa ett kraftfullt nätverk av både kommersiella och privata energilagringslösningar. Genom denna integration ökar såväl effektiviteten som kapaciteten, samtidigt som det går att sälja överskottet av energin för ekonomisk vinning. Dessutom möjliggör integrationen en smidig överföring av energi mellan olika system, vilket leder till en mer pålitlig energidistribution. Genom att anlita en batteriaggregator för ditt batterilager kan du dra nytta av synergier och skapa en starkare och mer hållbar energiinfrastruktur.

Batteriaggregatorer optimerar utnyttjandet av energi 

Med avancerad mjukvara övervakar och reglerar aggregatorerna när och hur mycket energi som ska laddas ur eller till batterierna. Detta strategiska energiutnyttjande förbättrar systemets totala effektivitet och kan även öka de ekonomiska fördelarna genom aktivt deltagande på energimarknaderna.

Läs mer: Så kan AI hjälpa till att maximera batteriernas energiutnyttjande 

Batteriaggregatorer på energi- och frekvensmarknaderna

En aggregator hjälper till att hantera köp och försäljning av lagrad energi, vilket kan skapa betydande ekonomiska vinster. De deltar aktivt i energimarknaderna genom att sälja energi när priserna är höga och köpa när de är låga. Deras bidrag till frekvensreglering och andra tjänster är också avgörande för elnätets pålitlighet.

Varför anlita en aggregator för ditt batterilager?

Att anlita en aggregator innebär att du kan maximera potentialen i ditt batterilager. Med tanke på att olika energimarknader är lönsamma vid olika tidpunkter, krävs det teknisk expertis för att effektivt navigera mellan dessa marknader. En aggregator tillhandahåller nödvändig teknisk utrustning och kunskap för optimal drift och lönsamhet.

Allt eftersom intresset för batterilagring ökar kan batterier användas på flera innovativa sätt, utöver att fungera som reservkraft för att stabilisera elnätet. Här är fem exempel:

1. I ett testprojekt med NCC har Vattenfall installerat ett mobilt batterilager för att möjliggöra elförsörjning på en byggarbetsplats där nätanslutning helt saknades. Denna typ av batterianvändning kunde ersätta diselgeneratorer och därmed bidra till en fossilfri byggprocess.
   
   
2. Ett batterilager i Örnsköldsvik som användes för laddning av elbilar vid en av Höga Kustens sandstränder var också ett kreativt projekt som ägde rum under sommaren 2021, och en del av Vattenfalls koncept Power-as-a-service.
   
   
3. Så kallade mikronät är en annan lösning på effektiv batterilagring av energi. Dessa lokala energisystem drivs oberoende av det större elnätet och kan exempelvis koppla samman industriområden eller stadsdelar för att dela egenproducerad, förnybar el – och därmed göra området så energieffektivt och hållbart som möjligt. 
   
   
4. Fastighetssystem som integrerar solceller, batterilagring och elbilsladdning är ett annat exempel på mikronät – en flexibel och skalbar lösning som ger fastighetsägare större kontroll och effektivitet i sin energihantering.
   
   
5. Det nya konceptet “vehicle-to-grid”, där målet är att lagra energi i batteriet hos elbilar för att senare föra över den till elnätet, är en innovativ lösning som kan bidra till att lösa utmaningarna kring stabilitet och kapacitet i energisystemet, en elbil i taget.

Batterilagring spelar en betydande roll i övergången till hållbar energi, samtidigt som de har en komplex inverkan på miljön. Tillverkningen av batterier, särskilt litiumjonbatterier, kräver ofta mycket energi och ger stora koldioxidutsläpp. En studie som granskat tillverkningen av elbilsbatterier visar att utsläppen varierar mellan 61 till 106 kilo per kWH av producerad batterikapacitet, vilket framhäver behovet av bättre produktionsprocesser.

Återanvändning och återvinning av batterier är nyckeln

För att minska miljöbelastningen som batteritillverkning medför är det nödvändigt att förlänga batteriernas livscykel. Detta sker genom återanvändning och återvinning av batterier med metoder som blir allt mer förfinade. Att återanvända batterier handlar om att utnyttja den återstående kraften i batterier som inte längre är lämpliga för sitt ursprungliga syfte – trots att de kan ha upp mot 70-80% kapacitet kvar. Batterierna kan då samlas in och omformas till så kallades BESS-enheter (Battery Energy Storage Systems).

När batterierna är helt uttjänta separeras materialen så det effektivt går att återvinna aluminium och litium, genom den allt vanligare och framgångsrika metoden hydrometallurgi. Stena Recycling och RISE är två svenska aktörer som leder utvecklingen inom återvinning och återanvändning av batterier. Framtiden ser lovande ut, men det krävs stora anläggningar och investeringar för att vara lönsamt. Såväl lagstiftning och marknadskrafter spelar en avgörande roll framåt för att stimulera utvecklingen av hållbara lösningar.

Så har batterier positiva effekter på miljön inför framtiden

Forskning visar att storskalig batteriproduktion kan leda till betydande minskningar i energiförbrukning per producerad kilowattimme, upp till 58%, vilket därmed minimerar koldioxidutsläppen. Samtidigt är framtida innovationer inom batteriteknik nödvändiga för att minska miljöpåverkan, exempelvis genom utvecklingen av alternativa batterityper. Natriumjonbatterier och ligninbaserade batterier är exempel på batterier som tillverkas med mindre miljöskadliga material (som salt, trä och kokos) och mer hållbara processer.

Företagens roll i en hållbar batterianvändning

Genom att använda sig av batteriteknik i sin verksamhet kan företag och organsiationer främja miljö- och hållbarhetsaspekter på flera sätt. För att undvika anklagelser om greenwashing är det dock viktigt att säkerställa transparens, äkthet och vetenskapligt stöd i sina hållbarhetspåståenden. Detta kan innebära exempelvis livscykelanalyser för att förstå och minska batteriernas miljöpåverkan genom hela kedjan, att sträva efter att uppfylla särskilda certifieringar och standarder, eller att lägga extra fokus på att säkerställa återvinning eller återanvändning av batterierna.

Samtidigt är det viktigt att olika hållbarhetsinitiativ alltid präglas av transparent rapportering och oberoende verifiering. Med tydlig statistik och data som underbygger påståenden om batteriers miljöfördelar får företag kommunikativa fördelar hela vägen.

Vattenfalls batteriaggregator Battery Flex optimerar användningen av ditt batteri baserat på vad som är mest lönsamt vid varje tillfälle. Lösningen är utformad för att kunna växla mellan marknader för att nyttja batteriets fulla potential och ge dig maximal avkastning. Tjänsten är anpassad för dig som uppfyller vissa kriterier gällande kapacitet, responstid och integration. Ladda ner produktbladet och läs mer om hur Battery Flex kan optimera ditt batterilager.

Vattenfall, Boliden och Landskrona Energi har genomfört ett forskningsprojekt för att utveckla ett intelligent batterilager vid Bolidens blyåtervinningsanläggning i Landskrona. Projektet hade som primärt mål att effektivisera energiförbrukningen genom optimal energilagring vid låga elpriser för att sedan utnyttja denna lagrade energi vid pristoppar. Batterilagret, med en kapacitet på 1 MWh och effekt på 500 kW, använder 24 batterier av samma typ som finns i elbilen BMW i3. Satsningen visar hur batterilagring kan bidra till nätstabilitet och effektförstärkning, samtidigt som det ger en flexibilitet för att hantera effekttoppar. Sommaren 2020 sattes energilagret i Boliden i drift. 

1. Hur fungerar reservkraft?

Reservkraft är ett system som ska ge omedelbar strömförsörjning vid avbrott i det primära energisystemet, vilket säkerställer kontinuerlig drift för kritiska funktioner som sjukhus, datacenter och andra viktiga infrastrukturer. Inom reservkraftssystem finns det typiskt sett prioriteringsregler för att avgöra vilka funktioner eller områden som ska förses med ström först vid ett avbrott – baserat på behov, säkerhetskrav och potentiella risker vid strömförlust. 

Det finns tre kategorier av prioriteringar:

• Omedelbar reservkraft: Levereras genom batteribackupsystem eller flywheel-enheter så fort huvudströmmen bryts, för tjänster som inte tolererar någon avbrottstid alls.

• Korttidsreservkraft: Tillhandahålls ofta genom diesel- eller gasgeneratorer som kan starta och leverera ström inom sekunder eller minuter efter ett strömavbrott, tills en mer hållbar lösning kan aktiveras.

• Långtidsreservkraft: Säkerställer srömförsörjning över längre perioder vid strömabrott genom lösningar som mobilgeneratorer eller större kraftverk som kan transporteras till platsen.

2. Vad menas med effektbrist och hur löser man det?

Effektbrist i elnätet uppstår när efterfrågan på energi överstiger tillgänglig elproduktion och överföringskapacitet. Det kan leda till att elsystemet inte klarar av att leverera tillräckligt med el till alla användare, och riskera att delar av nätet blir överbelastat – något som kan leda till strömavbrott.

I Sverige är effektbrist framförallt ett problem under kalla vinterdagar när efterfrågan på uppvärmning och el är som högst, samtidigt som produktionen från vattenkraft och vindkraft är lägre än normalt. Ofta beror effektbristen på flera faktorer samtidigt. För att förebygga effektbrist satsar man på att öka produktionskapaciteten genom nya anläggningar, investera i att uppgradera och bygga ut fysiska överföringsledningar, samt genom att uppmuntra konsumenter till att minska sin elanvändning.

3. Hur fungerar ett batterilager?

Ett batterilager består av flera batterienheter som kopplas samman för att skapa ett större lagringssystem. Modulerna sitter i ett skåp eller en container för skydd och enkel hantering, och kan variera i storlek från små bostadssystem till omfattande industriella enheter. Ett batterilager inkluderar – förutom själva batterierna –även lednings- och styrsystem, t.ex. växelriktare, samt system för övervakning och temperaturkontroll för att säkerställa effektiv och säker drift. 

Vid överskott av energi, från exempelvis sol- och vindkraft eller vid låga elpriser, lagras elektriciteten som likström i batterierna. Vid behov av energi omvandlas den lagrade likströmmen tillbaka till växelström för att kunna användas av hushåll eller matas ut på elnätet. Denna process gör det möjligt att lagra energi vid låg efterfrågan och använda den igen när efterfrågan är hög eller vid avbrott i energitillförseln.

4. Vad kostar ett batterilager?

Kostnaden för ett batterilager varierar beroende på flera faktorer, exempelvis:

• kapaciteten på lagret (mätt i kW/kWh)
• vilken teknik som används (t.ex. litiumjon) 
• kvalitet på komponenterna (både själva batterierna och t.ex växelriktare)
• installations- och integreringskostnader
• batteriernas livslängd och effektivitet, och 
• huruvida batterilagret är avsett för kommersiellt eller industriellt bruk. 

De senaste årens investeringar i batterilager för företag har varit i storleksordningen flera hundra miljoner kronor – projekt som involverar anläggningar med betydande kapacitet, exempelvis i Kungsbacka, Lindome och Örebro​​.

5. Vad finns det för olika typer av batterier?

De vanligaste batterierna som används i Sverige och globalt är litiumjonbatterier, på grund av deras höga energitäthet, långa livslängd och relativt låga underhållskrav. Nya typer av batterier och tekniker utvecklas och testas kontinuerligt för att möta de växande behoven och utmaningarna med energilagring. Olika typer av batterier är exempelvis:

• Solid state-batterier, som använder ren fast elektrolyt istället för en flytande, vilket innebär en högre säkerhet och prestanda. 
• Nästa generation batterier, NGB, är ett samlingsnamn för batterier som utvecklas med målet att ha högre energidensitet, längre livslängd, lägre kostnad och ett minskat eller inget litiuminnehåll. 
• Natriumjonbatterier och ligninbaserade batterier är exempel på batterier som tillverkas med mindre miljöskadliga material (som salt, trä och kokos) och mer hållbara processer. 

Gravitationsbatterier är ytterligare en ny typ av batterier där man hissar upp stenblock som sedan genererar energi vid nersänkning – en vidareutveckling av den beprövade principen som används i pump- och vattenkraftverk.

6. Vad finns det för framgångsrika exempel på batterilagring i Sverige och i världen?

Northvolt har blivit en framträdande aktör inom batteritillverkning och hållbar energilagring i Europa, med målet att bygga världens grönaste batterier. Northvolts investering i en batterifabrik i Skellefteå, som anses vara Europas största, markerar Sveriges ambitioner inom hållbar teknik och innovation. Ett annat betydande genombrott är deras utveckling av natriumjonbatterier, baserade på vanliga material som natrium och järn istället för dyrare och mer sällsynta mineraler som kobolt och nickel. Med en energitäthet på över 160 wattimmar per kg är de ett kostnadseffektivt och hållbart alternativ till traditionella batteritekniker.

I Uppsala kommun har man tagit fram Sveriges största batterilager som kan lagra 20 MWh energi, med en effekt motsvarande 5 MW. Satsningen ställs i perspektiv till världens största batterilager som finns i Australien, som idag kan lagra 129 MWh. Projektet möter ett ökat effektbehov i samhället, samtidigt som det visar på fördelarna med att integrera batterianläggningar som en tjänst i ett distributionsnät.

7. Vilka fördelar och nackdelar finns det med batterilagring?

Fördelar:

• Minskad koldioxidpåverkan vid effektivisering av produktion av batterier
• Stöd för förnybar energi genom lagring av överskottsnerergi från förnybara källor
• Effektivare och flexiblare energisystem genom balans av utbud och efterfrågan på el
• Teknologiska framsteg mot allt mer miljövänliga batterialternativ 
• Hållbarhetsfördelar för företag som kan minska sin miljöpåverkan och stödja en hållbar energiframtid

Nackdelar:

• Höga initiala koldioxidutsläpp vid tillverkningen av batterier
• Miljöproblem och sociala problem relaterade till utvinning av mineraler som litium och kobolt
• Utmaningar kring återvinning och hantering av batterier i slutet av livscykeln