header-pattern-bg

Energilagring med smält salt ger positiva effekter både för miljö och plånbok

Del av profilområde Smarta städer och samhällen

Sveriges regerings mål för energipolitiken är att landets elproduktion ska vara 100 procent förnybar år 2040. En utmaning med förnybar energi är den ojämna tillgången. Både solenergi och vindkraft är beroende av vädret. Om solen inte skiner alstras ingen solenergi, och om det inte blåser snurrar inte vindkraftverken. För att Sverige ska kunna förlita sig på förnybara energikällor till 100 procent behöver därför energi lagras. Ett sätt att göra det är genom smält salt.

Vi använder el från elnätet för att värma upp lagret när elpriset är lågt, och senare kan den sparade värmen användas i stället för bränsle i kraftvärmeverket när elpriset är högt. På det sättet kan vi återföra en del av energin som el till elnätet, medan resten kommer till nytta som värme till fjärrvärmenätet.

 

Mei Gong, universitetslektor i energiteknik

I Sverige regleras elproduktionen från sol och vind med hjälp av vattenkraft, men det är inte alla länder som har den möjligheten. I ett framtida energisystem kan det dessutom vara så att den svenska vattenkraften inte räcker till för att balansera den allt större andel av vind- och solenergi som vi mest troligt kommer att använda. Därför behövs andra kostnadseffektiva och hållbara metoder för energilagring.

– Vi har undersökt hur vi kan använda så kallade högtempererade värmelager, till exempel bestående av smält salt, i anslutning till kraftvärmeverk. Det fina med denna kombination är att värmelagret kan dra nytta av den teknik som redan finns på plats i kraftvärmeverket för att omvandla värme till el och fjärrvärme. Vi använder el från elnätet för att värma upp lagret när elpriset är lågt, och senare kan den sparade värmen användas i stället för bränsle i kraftvärmeverket när elpriset är högt. På det sättet kan vi återföra en del av energin som el till elnätet, medan resten kommer till nytta som värme till fjärrvärmenätet, berättar Mei Gong, universitetslektor i energiteknik vid Högskolan i Halmstad, och fortsätter:

– Det handlar inte om någon ny teknik eller om att utveckla energilagringstekniken i sig, utan om att använda befintlig teknik i ett nytt sammanhang.

Foto av vindkraftverk.

Genom att lagra energi i smält salt är det möjligt att kompensera för den ojämna energitillförseln från förnybara energikällor. Samtidigt minskar kraftvärmeverkens bränslebehov med denna metod.

I dag används framför allt biomassa och avfall som bränsle i svenska kraftvärmeverk, men det är inte säkert att vi kommer att kunna använda dessa former av bränslen i samma utsträckning i framtiden. Det finns en ökande efterfrågan på biomassa, och samtidigt är det troligt att allt mindre avfall kommer att gå till förbränning. I ett sådant scenario kan energilagring med smält salt också komma att spela en viktig roll i driften av kraftvärmeverken.

– Kraftvärmeverken kan fungera som en balanserande resurs. Genom att lagra energi i smält salt är det möjligt att kompensera för den ojämna energitillförseln från förnybara energikällor. Samtidigt minskar kraftvärmeverkens bränslebehov med denna metod, förklarar Fredric Ottermo, universitetslektor i energiteknik vid Högskolan i Halmstad.

– Vi ville undersöka de ekonomiska och tekniska förutsättningarna för att använda högtempererad termisk lagring som en integrerad del av kraftvärmeverk för att ta hand om överskottsel. Den typ av integration som vi föreslår har inte studerats tidigare, och den kan vara viktig då den har potential att utgöra ett enkelt och kostnadseffektivt sätt att balansera elektricitetsbehov mot tillgång och efterfrågan, fyller Mei Gong i.

Energilagring

De vanligaste typerna av energilagring är kemisk lagring, till exempel genom batterier, mekanisk lagring, till exempel pumpvattenkraft, samt termisk lagring, till exempel genom smält salt (högtempererad termisk lagring) eller varmt vatten (lågtempererad termisk lagring). Den termiska lagringen är billigast att investera i. I dag är det vanligt att lågtempererad termisk lagring används i fjärrvärmenätet, men i framtiden skulle det kunna var mer effektivt att i stället lagra elektricitet genom högtempererad termisk lagring. Tack vare den högre temperaturen kan en så kallad Rankinecykel (ångturbinprocess) användas för att omvandla värmen till arbete, som via en generator omvandlas till elektricitet.

I studien har forskarna funnit att kraftvärmeverk kan spara bränsle, och också – i det långa loppet – pengar på att integrera smält saltlagring, förutsatt att elpriset ibland blir lågt, ungefär så som läget är i Danmark i dag. Studien visar också att konceptet kan understödja en stor expansion av vindkraft i Sverige, men metoden kommer inte ensam att kunna balansera tillgången och behovet av el.

– Att integrera högtempererad termisk lagring i kraftvärmeverk kan utgöra en viktig pusselbit för att kunna fasa ut kärnkraften till år 2040, men det behövs fortfarande andra, kompletterande metoder för att säkra tillgång till el varje timme, säger Fredric Ottermo och avslutar:

– Det är rimligt att anta att högtempererad termisk lagring skulle kunna bli ett viktigt bidrag för att balansera framtidens elproduktion. Det vore därför intressant att undersöka frågan vidare, till exempel genom att jämföra olika typer av högtempererad termisk lagring.

Text: CHRISTA AMNELL
Bild: iSTOCK och PIXABAY