System för lagring av förnybar energi som driver framtiden

2020 stod även förnybar energi för 37,5 % av den totala elförbrukningen i EU. Det var en ökning från 34,1 % för föregående år, och vind- och vattenkraft stod för mer än två tredjedelar av den totala mängd el som genererades från förnybara källor. 2020 var Sverige ledande i Europa där 60 % av energin kom från förnybara källor. Strax efter kom Finland (43,8 %), Lettland (42,1 %) och Österrike (36,5 %).

Enligt EDF genererar förnybara energikällor för närvarande 26 % av världens elektricitet, och siffran förväntas vara 30 % 2024. I juni 2022 sade en rapport från International Energy Agency (IEA) att energiinvesteringarna runt om i världen skulle öka med 8 % 2022 till hela 2,4 biljoner dollar – och ökningen sker främst inom grön energi.

Så vad är egentligen förnybar energi? Det är i princip energi som är hållbar. Den är ren, prisvärd och tillförlitlig, och sådan energi kan aldrig ta slut till skillnad från icke-förnybara som fossila bränslen, särskilt kol som användes under den industriella revolutionen.

De viktigaste typerna av förnybar energi är solkraft, vindkraft, vattenkraft, tidvattenkraft, geotermisk kraft och biomassa. Några andra typer är havens värmeenergi och biogaser. Enligt EDF motsvarar den mängd solenergi som når jordens yta under en enda timme mer än hela planetens totala energibehov under ett helt år. Det låter som den perfekta lösningen. Men hur mycket solenergi vi kan lagra och använda beror på vädret och tidpunkten på dagen, det vill säga solenergiavkastningen. När det blåser är vindkraft en utmärkt källa till förnybar energi och vi bygger allt fler vindkraftsparker. I det ingår dock att sätta upp enorma vindturbiner som många anser vara fula, även när de placeras långt ute till havs. Dessutom varnar många experter om vindturbinernas klimatpåverkan och livscykelkostnad. Sedan begränsas även vindkraften av hur mycket det blåser.

När det gäller hur långt utvecklingen har nått så är vattenkraften den mest avancerade förnybara energiresursen. Där byggs dammar eller barriärer för en stor reservoar som genererar ett kontrollerat vattenflöde som driver en turbin. Vattenenergin är inte lika beroende av vädret, men det krävs stora strukturer och stora reservoarer.

Tidvattenkraften liknar vattenkraften, förutom att den bygger på att naturen skapar tidvattenströmmar två gånger om dagen som driver turbinerna. Det innebär att energikällan inte är kontinuerlig, men den är åtminstone förutsägbar. Geotermisk energi utnyttjar den naturliga värme som finns under jordytan och kan användas för att producera el eller värma upp hem. Tillgängligheten är dock inte garanterad, till exempel genererar Island mycket mer av den här typen av energi än Storbritannien. Slutligen har vi biomassa där organiska material förbränns för att generera elektricitet. Den här metoden är inte lika utbredd som de andra, men den har betydande fördelar när det gäller miljön och totalkostnaden eftersom den omvandlar avfall från jordbruk, industrier och hushåll till fast bränsle, flytande bränsle och gas.

Alla alternativ vi har tagit upp här har fördelar och nackdelar, men den största utmaningen är det gäller att få ut mesta möjliga av de här alternativa energikällorna är lagringen. Lagringstekniken för förnybar energi kommer att komma till sin rätt när den kan erbjuda ett kostnadseffektivt sätt att samla in förnybar energi och distribuera den när den behövs. 

Det finns i stort sett fyra typer av lösningar för lagring av förnybar energi: pumpat vatten, värmeenergi, mekanisk energi och batteridrivna energilagringssystem.

Den här lösningen handlar om att pumpa vatten uppåt, förvara det i en reservoar och tappa ned det genom turbiner senare. Enligt IEA:s rapport om förnybara energikällor kommer mer än 50 % av Europas nya vattenkraftskapacitet 2025 att komma från pumpad lagring, särskilt i Schweiz, Portugal och Österrike. Samma sak bör gälla i Kina någon gång mellan 2023 och 2025.

Här lagras överskottsenergi, vanligen från förnybara källor eller överskottsvärme, som ska användas senare. Vatten, sand och stenar kan lagra värmeenergi och International Renewable Energy Agency uppskattar att lagringen av värmeenergi kan uppgå till 800 GWh (gigawattimmar) installerad kapacitet senast 2030.

Här används tyngdkraft eller rörelse (till exempel ett svänghjul) för att lagra elektricitet. Mekanisk energilagring kan även handla om lagring av tryckluft eller gas som sedan värms upp och expanderas med hjälp av en turbin.

Experterna är överens om att det effektivaste sättet att lagra och leverera energi från förnybara källor är via batteribaserade lagringssystem för förnybar energi. Ju mer batteriutrymme som finns för den förnybara energin desto mindre blir behovet av de kraftkällor som varit vanliga tidigare.

Atlas Copcos energilagringssystem är tysta i drift och kräver minimalt med underhåll, så de passar perfekt för telekominstallationer på avlägsna platser eller på byggarbetsplatser i storstadsmiljö. De fungerar som hybridlagringssystem och är perfekta när du behöver balansera toppar i efterfrågan med låg belastning. Med de här förnybara energilagringssystemen kan användarna minska bränsleförbrukningen och utsläppen av växthusgaser genom att lagra mellan 46 kWh och 535 kWh förnybar energi, och leverera mer än 12 timmars kraft med en enda laddning.

De mest effektiva systemen för batterilagring av förnybar energi baseras på laddningsbara litiumjonbatterier. De här lätta batterierna med hög densitet har blivit förstahandsvalet av ett flertal skäl, inte minst för att ett litiumjonbatteri på 1 kg kan lagra 150 wattimmar (Wh/kg). Ett NiMH-batteri (nickel-metallhydrid) kan normalt lagra mellan 60 och 70 Wh/kg och ett blysyrabatteri på 6 kg kan bara lagra cirka 25 Wh/kg.

Om vi jämför litiumjonbatterier med blysyrabatterier har den första tekniken längre livslängd och bättre prestanda vid oförutsägbara och varierande belastningar och höga temperaturer. NiMH-batterier har bättre prestanda över tid och i höga temperaturer än blysyrabatterier, men de har fortfarande sämre prestanda än litiumjonbatterierna.