Hvordan bidrar hydrogen og batterier til å balansere energisystemet?

Kampen mot klimaendringene krever at vi avkarboniserer samfunnet raskt. Samtidig vokser behovet for energi ettersom vi må erstatte fossile brensler med strømdrevne løsninger på tvers av bransjer. Hvordan sikrer vi nok bærekraftig og rimelig energi til å møte behovene i morgendagens samfunn? En del av svaret ligger i å legge til mer fleksibilitetsløsninger i energisystemet.

Et balansert og effektivt energisystem består av forskjellige energikilder (f.eks. Vind, sol og vannkraft) med forskjellige egenskaper som utfyller hverandre. For å øke forsoningssikkerheten kreves en jevn og planlagt produksjon, supplert med væravhengig fornybar energi og løsninger for å balansere tilbud og etterspørsel når det er nødvendig.

I Norge består grunnlaget hovedsakelig av vannkraft. Raskt voksende vind- og solenergi gir det variable elementet i systemet, mens vannkraft brukes til å balansere energisystemet når solen ikke skinner og vinden ikke blåser. Fjernvarmesystemene som både produserer varme og kraft gir også sesongmessig fleksibilitet.

Energilagring er også en måte å øke fleksibiliteten i energisystemet. Ettersom produksjonen av vind -og solenergi svinger, kan lagret energi brukes når etterspørselen er høy. Og når etterspørselen er lav, men produksjonsvolumene er høye, kan energien som produseres lagres for senere bruk.

Vannkraft gir gode lagringsmuligheter for strøm, ettersom vannmagasiner kan lagre energi i lang tid og i store mengder. Vannkraft kan reagere ganske raskt på endringer ved strømbehov, og vannkraft brukes mye til dette balanseringsformålet. Dette gjør det mulig å bruke store mengder vind og sol, og fortsatt holde systemet fossiltfritt.

Hvordan kan vi bruke batterier til å balansere energisystemet?

Batterier kan brukes til å støtte vannkraftverk og bidra til redusere responstiden betydelig. Batterier kan kombineres med vannkraft for å produsere en balanseringsløsning som kan reagere veldig raskt og gi tilstrekkelig kapasitet til en kommersielt levedyktig pris. Fortum har pilotprosjekter på dette i Sverige, ved Landafors og Forshuvud vannkraftverk, og så langt har løsningene vist gode resultater.

Batteribaserte lagringsløsninger som er koblet til energinettet brukes også til å håndtere etterspørselstopper og mulige begrensninger på nettkapasiteten. Slike løsninger er spesielt egnet for rasktvoksende forstadsområder, hvor behovet for ekstra kapasitet kan øke for raskt for lokalnettets kapasitet. Ved å bruke lagret energi mens vi oppgraderer nettet, sørger vi for at det er nok strøm til å alltid dekke sluttbrukernes behov.

Batterier er fremdeles en dyr måte å lagre strøm på, selv om prisen fortsetter å synke. For å fungere som en storstilt, frittstående løsning, må kapasiteten økes betydelig og kostnadene reduseres ytterligere. Utviklingen i feltet er rask og nye innovasjoner utvikles kontinuerlig.

Eksisterende ressurser og hydrogen

Eksisterende datasentere sine UPS-systemer (uavbrutt strømforsyning) kan også brukes til å balansere etterspørselstoppene i strømnettet. Deres hovedfunksjon er å håndtere korte avbrudd, men mesteparten av tiden blir ikke all kapasiteten brukt. Datasentre kan derfor selge kapasiteten på frekvensmarkedet. Da kan man for eksempel kjøpe den en dag i forveien for å dekke noen timers forventet økning i energibruk. Dette er en god måte å utnytte en eksisterende ressurs.

I de kommende tiårene forventes hydrogen å spille en stadig viktigere rolle i energisystemet, også som en lagringsmetode. For øyeblikket er energitapet i prosessen med å produsere og lagre hydrogen, og deretter produsere det tilbake til elektrisitet igjen, for stort til kommersielt levedyktig bruk. Lagringsløsninger knyttet til økt vind og sol i energisystemet, er en del av løsningen for å redusere produksjonskostnadene for hydrogen til industrielle applikasjoner. Elektrolyseprosessen vil også bli effektivisert gjennom teknologiutvikling og produksjon i industriell skala.

Sluttmål: karbonnøytrale energisystemer

Løsninger som kan gi økt fleksibilitet går hånd i hånd både med økende andel vind og sol og forbedret energieffektivitet. Det er også viktig å huske på at forsyningssikkerhet blir enda viktigere i tiden fremover. Her spiller det en stor rolle at produksjonen er godt planlagt, ikke bare på grunn av mengden energi som kan produseres, men også for den nødvendige effekten og tilleggstjenestene som er essensielle for at et elektrisk nett skal fungere fysisk.

Her i Norge har strømproduksjonen vært karbonnøytral i flere tiår allerede på grunn av vannkraft. Men i mange andre europeiske land er de fremdeles avhengige av gass eller kull for å oppnå en fleksibel strømproduksjon. Derfor er det nesten umulig å overvurdere betydningen av hydrogen som pådriver for den europeiske energiomstillingen.