Kan enorme batterier baseret på vægt og tyngdekraft blive en måde at styre en stadigt mere vejrafhængig elproduktion på? I Kina er verdens første storskala tyngdekraftsbatteri snart klar til at blive taget i brug, og flere er på vej over hele verden.
Tyngdekraftsbatteriet ligner en kæmpe lagerbygning, som det ligger på en industrigrund i Rudong, lige nord for Shanghai i Kina. Over 120 meter højt og med et interiør, der minder om et moderne automatiseret robotlager, men i stedet for varer, som plukkes, ophejses stenblokke på hver 24 tons for at lagre energi og generere elektricitet.
Princippet bag den enorme energilagring er baseret på simpel mekanik og tyngdekraft. Overskudselektricitet fra en nærliggende vindmøllepark bruges til at drive motorer, der ved hjælp af kabler hejser tunge stenblokke op på toppen af bygningen, hvor de forbliver som lagret energi. Når der er brug for strøm, bringes blokkene ned ved hjælp af tyngdekraften, og elevatorkablerne, som nu snurrer i den modsatte retning, driver generatorer, der producerer elektricitet.
Ifølge den schweiziske virksomhed, Energy Vault, der står bag projektet og opfindelsen, skulle det massive maskineri med sine omkring hundrede stenblokke producere en effekt på 25 MW og have en lagerkapacitet på 100 MWh. Stenblokkene laves af en særlig slags miljøbeton med blandt andet genbrugsjord og sand fra selve byggepladsen.
Flere lignende projekter på vej
Tyngdekraftsbatteriet i Rudong er den første storstilede kommercielle installation af sin art i verden. Kunden er en lokal affaldsvirksomhed, og energilageret skal bruges til at understøtte og balancere det regionale elnet ved hjælp af lagret vindenergi. Energilageret forventes idriftsat i september 2023.
Energy Vault har indgået aftale om at bygge yderligere fem lignende anlæg i Kina med en samlet kapacitet på 2 GWh. I Texas i USA bygges der lige nu et 36 MWh anlæg til et energiselskab.
Flere aktører arbejder med samme grundprincip for energilagring. Blandt andet arbejder et firma fra Skotland, Gravitricity, på at udvikle mindre tyngdekraftsbatterier, der kan installeres i nedlagte mineskakter eller i underjordiske skakter midt i byer. Deres teknologi er baseret på enkelt- eller serieforbundne vægte, der hejses op og ned i en skakt.
Det er stadig uklart, hvordan rentabiliteten og tilbagebetalingstiden bliver for et batteri som det i Rudong. Ifølge et interview publiceret i Cnet egner systemerne sig bedst til større installationer, hvor man ønsker at kunne generere strøm i en længere periode; som ti timer eller mere.
Lang levetid og høj virkningsgrad er to fordele, som virksomheden fremhæver. Mens et batterilager har en levetid på 10-15 år, kan et anlæg som dette vedligeholdes, og Energy Vault g,iver 35 års garanti på batterisystemet. Sammenlignet med brintlagring er virkningsgraden markant højere og ligger på omkring 80 procent.
Pumpekraft og vandkraft
Denne form for spektakulære projekter lyder måske som science fiction men er egentlig bare en videreudvikling af gammel gennemprøvet teknologi. Selve princippet bag tyngdekraftsbatterier er det samme som i pumpekraftværker og i forlængelse heraf også vandkraftværker. Den eneste forskel er, at vand, pumper og turbiner erstattes af et elevatorsystem med vægte og generatorer. I en pumpestation pumpes vand op fra et lavere reservoir til et højere reservoir, hvor energien lagres, indtil der er brug for den. Derefter frigives vandet, som strømmer gennem en turbine, der genererer elektricitet.
Tyngdekraftsbatterier har den fordel, at de kan placeres midt i en by, eller hvor der er forudsætninger for det. Når det gælder strøm og lagerkapacitet, er pumpekraftværket generelt overlegent. Sveriges største pumpekraftværk var i lang tid Juktan-kraftværket i Västerbottens len, som Vattenfall konverterede til et regulært vandkraftværk i 1996. Juktan havde en lagerkapacitet på hele 30 GWh eller omkring 300.000 bilbatterier. Lige nu er et pilotprojekt i gang for at gendanne Juktan til et pumpekraftværk med et potentiale på 380 MW. Investeringsbeslutningen er planlagt til 2027 og kommerciel drift fra 2031.
