Energilagring

Batterilagring af el giver mange fordele i både private og kommercielle sammenhænge. Batterier gør det muligt at integrere vedvarende energikilder, som sol- og vindkraft, ved at lagre overskudsenergi, der produceres i perioder med høj produktion, og frigive den i perioder med høj efterspørgsel. Spidsbelastninger i elnettet, som skyldes meget høj efterspørgsel efter el, kan føre til overbelastning og potentielle strømafbrydelser.

Batterilagring er en effektiv metode til at håndtere disse udfordringer, fordi batterier kan levere reservestrøm i sådanne perioder og bidrage til en stabil og uafbrudt energiforsyning. Det kan stabilisere elnettet, reducere afhængigheden af fossile kraftværker og begrænse CO₂-udledningen. Batterier kan også optimere energiforbruget ved at lagre elektricitet, når priserne er lave, og bruge den, når priserne er høje, hvilket kan reducere omkostningerne.

Interessen for batterilagring i Danmark er steget markant i takt med behovet for at stabilisere elnettet og udbygge vedvarende energi i det danske energilandskab. De økonomiske fremskridt inden for batterilagring er også accelereret de seneste år. Den teknologiske udvikling har gjort batteriløsninger mere pålidelige og holdbare, samtidig med at produktionsomkostningerne er begyndt at falde.

Stigende elpriser og øget fokus på bæredygtighed har gjort det mere attraktivt for virksomheder at investere i batterilagring. Samtidig bliver det mere almindeligt at anvende en såkaldt batteriaggregator for at forbedre rentabiliteten yderligere.

En batteriaggregator er en aktør, der hjælper med at optimere brugen af et batterilager ved hjælp af avancerede tekniske løsninger, som gør det muligt at udnytte batteriet på flere markeder. Virksomheder kan skabe indtægter ved at sælge lagret energi tilbage til elnettet, når priserne er højere, og ved at deltage i forskellige ydelser til frekvensregulering. Ved at optimere drift og udnyttelse kan virksomheder med hjælp fra batteriaggregatorer bidrage til et mere stabilt og effektivt elnet, samtidig med at de understøtter integrationen af vedvarende energi og et mere bæredygtigt energisystem.

Batterier er en vigtig brik i Danmarks energiomstilling og i arbejdet med at nå klimamålene. Når batteriteknologi integreres i energisystemet, kan vi udnytte vedvarende energi mere effektivt, reducere afhængigheden af fossile brændsler og øge fleksibiliteten i elsystemet ved at lagre overskudsenergi fra sol- og vindkraft. Når efterspørgslen efter el overstiger udbuddet, kan batterier frigive den lagrede energi. Målet er at opnå effektbalance – altså at matche elproduktionen med elforbruget i realtid for at fastholde stabiliteten i elnettet. Batterier bidrager til effektlagring ved at fungere som buffer og udjævne udsving i energiforsyningen.

Batterier sammenlignet med andre energilagringsmetoder

Sammenlignet med andre teknologier til energilagring har batterier en særlig evne til hurtigt at balancere forsyningen i elnettet. Samtidig kan batterier installeres tæt på forbruget, hvilket reducerer energitab i overførslen.

Vandkraft, som er en anden metode til energilagring, kræver til gengæld omfattende infrastruktur og er i høj grad stedsafhængig. Pumpekraftværker bruger overskudsenergi til at pumpe vand fra et lavere til et højere reservoir og producerer el efter behov ved at lade vandet løbe tilbage gennem en turbine. Vandkraft er effektiv til storskala energilagring over længere perioder og har typisk en længere levetid end batterier. Batterier har samtidig begrænsninger i lagerkapacitet og indebærer ofte en høj startinvestering.

Andre, relativt nye teknologier til energilagring omfatter termisk energilagring og brintlagring. Termisk energilagring bruger materialer med høj varmekapacitet til at lagre varme eller kulde, som senere kan anvendes efter behov, f.eks. i store varmtvandslagre. Produktion og lagring af brint ved elektrolyse baseret på overskydende el er en anden metode, blandt andet til transport eller som energibærer til elproduktion.

For dem, der ejer et batterilager, kan der være flere fordele – og samtidig mulighed for at skabe indtægter.

Fleksibilitetsmarkedet: Deltagelse i Energinets frekvensmarkeder er en af de mest rentable måder at tjene penge på batterier. Markederne har forskellige krav og egenskaber, men ved at deltage kan batteriet understøtte elnettet ved både højere og lavere frekvenser. For eksempel kan du deltage i FFR (Fast Frequency Reserve), hvor aktivering sker på 0,7 sekunder og varer 30 sekunder. Der findes også ydelser som FCR-N, FCR-D op og FCR-D ned, hvor aktiveringen tager lidt længere tid, men fortsat bidrager ved frekvensafvigelser – og hvor virksomheden får betaling for at være klar til aktivering.

Lokale kapacitetsmarkeder: I visse områder findes der lokale kapacitetsmarkeder, hvor du kan sælge elkapacitet til elnettet. Disse markeder fungerer på samme måde som frekvensmarkederne, men kræver typisk længere tidsperioder og større energimængder. Ordningerne kan variere, og der kan være kombinationer af betaling for tilgængelighed og aktivering.

Peak shaving: Peak shaving er en strategi, der kan reducere omkostningerne til nettariffer ved at nedbringe forbrugstoppe. Hvis du f.eks. har en effekttarif, kan du spare penge ved at holde den maksimale effekt i abonnementet nede. Peak shaving kan også være relevant, hvis du midlertidigt har behov for en højere effekt, end nettilslutningen tillader.

Elprisarbitrage: Ved elprisarbitrage lagrer du el, når spotprisen er lav, og anvender eller sælger den, når prisen er høj. Det kan reducere omkostningerne til eget elforbrug og skabe en ekstra indtægt ved salg af overskydende energi. Dage med store prisudsving giver typisk større potentiale end dage med mindre variation.

Integration af vedvarende energi: Hvis batterilageret er koblet til vedvarende energikilder som solceller eller vindmøller, kan overskudsproduktion lagres og sælges, når efterspørgsel og priser er højere.

Batterilagring som reservestrøm: Virksomheder kan øge driftssikkerheden ved at sikre uafbrudt strømforsyning i tilfælde af strømafbrydelser. Reservestrøm kan reducere risikoen for produktionsstop og indtægtstab.

Effektiv energianvendelse: Batterilagre kan bruges til at reducere forbruget i de dyreste perioder, hvilket sænker energiomkostningerne og kan give indtægter via aftaler om efterspørgselsfleksibilitet.

Øget kapacitet, når det er nødvendigt: Batterilagre kan levere ekstra kapacitet efter behov og dermed reducere behovet for at afvente netudbygning. Et eksempel er mikronet – lokal elproduktion i mindre, geografisk afgrænsede “øer”.

En batteriaggregator er en aktør, der forbinder flere batterilagringssystemer og samler dem i et netværk af kommercielle og private energilagringsløsninger. Det kan øge både effektivitet og kapacitet og gøre det muligt at sælge overskydende energi med økonomisk gevinst. Samtidig kan det understøtte en mere robust og fleksibel energidistribution.

Batteriaggregatorer optimerer energiudnyttelsen

Med avanceret software overvåger og regulerer aggregatorer, hvornår og hvor meget energi der skal oplades eller aflades. Den strategiske styring kan øge den samlede effektivitet og forbedre de økonomiske resultater gennem deltagelse på energimarkeder.

Batteriaggregatorer på energi- og frekvensmarkederne

En aggregator hjælper med at håndtere køb og salg af lagret energi. Der sælges typisk, når priserne er høje, og købes, når priserne er lave. Bidraget til frekvensregulering og andre ydelser er samtidig vigtigt for elnettets stabilitet.

Hvorfor hyre en aggregator til dit batterilager?

En aggregator kan hjælpe med at maksimere værdien af batterilageret. Da forskellige markeder er rentable på forskellige tidspunkter, kræver det både teknisk udstyr og specialistviden at skifte effektivt mellem dem. Aggregatoren leverer de nødvendige løsninger til optimal drift og rentabilitet.

I takt med at interessen for batterilagring stiger, kan batterier anvendes på flere innovative måder ud over at fungere som reservestrøm og bidrage til at stabilisere elnettet. Her er fem eksempler:

I et testprojekt med NCC har Vattenfall installeret et mobilt batterilager for at muliggøre elforsyning på en byggeplads, hvor der slet ikke var nogen nettilslutning. Denne type batterianvendelse kan erstatte dieselgeneratorer og dermed bidrage til en fossilfri byggeproces.

Et batterilager i Örnsköldsvik, der blev brugt til opladning af elbiler ved en af Höga Kustens sandstrande, var et andet kreativt projekt, som blev gennemført i sommeren 2021 som en del af Vattenfalls koncept Power-as-a-Service.

Såkaldte mikronet er en anden løsning til effektiv energilagring med batterier. Disse lokale energisystemer drives uafhængigt af det større elnet og kan for eksempel forbinde industriområder eller bydele, så egenproduceret, vedvarende el kan deles – og området dermed bliver så energieffektivt og bæredygtigt som muligt.

Ejendomssystemer, der integrerer solceller, batterilagring og elbilopladning, er et andet eksempel på mikronet – en fleksibel og skalerbar løsning, der giver ejendomsejere større kontrol og effektivitet i energihåndteringen.

Det nye koncept “vehicle-to-grid”, hvor målet er at lagre energi i elbilers batterier for senere at sende den tilbage til elnettet, er en innovativ løsning, der kan bidrage til at løse udfordringer med stabilitet og kapacitet i energisystemet – én elbil ad gangen.

Virksomheder med batterilagre kan i visse tilfælde tilslutte deres batterier til fleksibilitetsmarkeder og dermed skabe en ny indtægtskilde. Ved at sælge kapacitet som en ressource til at balancere elnettet, f.eks. via frekvensreguleringsmarkedet FCR (Frequency Containment Reserve), bidrager virksomheden til et mere stabilt elsystem, samtidig med at batteriet udnyttes mere effektivt. På FCR-markedet bruges batteriet til hurtigt at regulere frekvensen i nettet og håndtere ubalancer, hvilket er særligt værdifuldt i et elsystem, der i stigende grad bliver afhængigt af vejrafhængig elproduktion som vind og sol.

Batterilagring spiller en vigtig rolle i omstillingen til mere bæredygtig energi, men påvirker samtidig miljøet på flere måder. Produktionen af batterier – særligt lithium-ion-batterier – kræver ofte meget energi og medfører betydelige CO₂-udledninger. En undersøgelse af produktionen af elbilbatterier viser, at udledningerne varierer fra 61 til 106 kilo pr. kWh produceret batterikapacitet, hvilket understreger behovet for mere effektive produktionsprocesser.

Genbrug og genanvendelse af batterier er nøglen

For at reducere den miljøbelastning, som batteriproduktion medfører, er det nødvendigt at forlænge batteriernes levetid. Det sker gennem genbrug og genanvendelse af batterier med metoder, der løbende bliver mere avancerede. Genbrug handler om at udnytte den resterende kapacitet i batterier, der ikke længere er egnede til deres oprindelige formål – selvom de kan have op til 70–80 % kapacitet tilbage. Batterierne kan derefter indsamles og omdannes til såkaldte BESS-enheder (Battery Energy Storage Systems).

Når batterierne er helt udtjente, adskilles materialerne, så blandt andet aluminium og lithium kan genanvendes. Det sker i stigende grad via den udbredte metode hydrometallurgi. De svenske aktører Stena Recycling og RISE er blandt de førende i udviklingen inden for genanvendelse og genbrug af batterier. Fremtidsudsigterne er lovende, men store anlæg og investeringer er nødvendige for at gøre løsningerne rentable. Både lovgivning og markedskræfter får derfor stor betydning fremover for at understøtte udviklingen af mere bæredygtige løsninger.

Sådan kan batterier få positive miljøeffekter på længere sigt

Forskning viser, at storskala batteriproduktion kan føre til betydelige reduktioner i energiforbruget pr. produceret kilowatt-time, op til 58 %, og dermed også lavere CO₂-udledninger. Samtidig er innovation inden for batteriteknologi vigtig for at reducere den samlede miljøpåvirkning, for eksempel gennem udvikling af alternative batterityper. Natrium-ion-batterier og ligninbaserede batterier er eksempler på batterier, der fremstilles med mindre miljøbelastende materialer (som salt, træ og kokos) og med mere bæredygtige processer.

Virksomhedernes rolle i en bæredygtig anvendelse af batterier

Ved at anvende batteriteknologi i driften kan virksomheder og organisationer understøtte miljø- og bæredygtighedsmål på flere måder. For at undgå anklager om greenwashing er det dog vigtigt at sikre gennemsigtighed, troværdighed og videnskabelig dokumentation i bæredygtighedsanprisninger. Det kan f.eks. omfatte livscyklusanalyser for at forstå og reducere batteriernes miljøpåvirkning i hele værdikæden, arbejde målrettet med relevante certificeringer og standarder eller have særligt fokus på genanvendelse og genbrug. Samtidig bør bæredygtighedsinitiativer understøttes af gennemsigtig rapportering og uafhængig verifikation. Med tydelige data, der underbygger påstande om batteriers miljøfordele, styrkes virksomhedens kommunikation.

For virksomheder med et stort elforbrug kan energilagring være en effektiv måde at optimere elforbruget og reducere omkostningerne. Investeringer i energilagring kan dog være omfattende. Med Vattenfalls Power-as-a-Service tager vi os af investeringerne og driften, så du kan fokusere på din kerneforretning.

Power-as-a-Service

Med tjenesten Power-as-a-Service overlader du investeringsansvaret for dit nye eller eksisterende anlæg til Vattenfall. Power-as-a-Service er en funktionsløsning, der skræddersys til virksomhedens behov. Du undgår en stor investering i for eksempel et batterilagringssystem og frigør både kapital og tid. Med Vattenfall som partner kan du fokusere på din kerneforretning.

Gennem Power-as-a-Service investerer Vattenfall i et nyt elanlæg eller i dit eksisterende anlæg. Løsningen kan skræddersys til dine behov. I undgår en stor investering i for eksempel et batterilagringssystem og frigør i stedet både kapital og tid. Ved at lade Vattenfall investere i energilagring for jer via Power-as-a-Service kan I fokusere på jeres kerneforretning.

Sådan foregår det

Batterier kan anvendes på mange måder i industrien – for eksempel til at lagre vedvarende energi eller optimere elomkostninger. Med Power-as-a-Service overtager Vattenfall det el-sikkerhedsmæssige, økonomiske og funktionelle ansvar i en langsigtet kontraktperiode.

Vattenfall tilbyder fossilfrie, mobile og skalerbare løsninger, der er tilpasset din branches kapacitetsbehov. Du har altid adgang til strøm og kan være tryg ved, at vedligeholdelse, drift og installationer sker i overensstemmelse med gældende krav til arbejdsmiljø, sikkerhed og miljø. Boliden og Uppsala batterilager er eksempler på kunder, der med succes har installeret energilagre for at reducere omkostninger og håndtere kapacitetsmangel. Du kan læse mere om projekterne her og her.

Fire konkrete fordele ved Power-as-a-Service til energilagring

Fokus på din kerneforretning: Når Vattenfall overtager det fulde elsikkerhedsmæssige, økonomiske og funktionelle ansvar for anlægget, reduceres ansvar og risici. Du kan fokusere på din kerneforretning.

Fast og forudsigelig månedsafgift: Med Power-as-a-Service kender I den månedlige omkostning til energilagring. Det gør budgettering lettere, og I undgår uforudsete udgifter. Vattenfall håndterer de tekniske forhold og sikrer, at løsningen fungerer, som den skal. I slipper for løbende vedligeholdelsesomkostninger og uforudsete reparationer.

Fra Capex til Opex: Når investeringsansvaret overlades til Vattenfall, kan du frigøre ressourcer, som i stedet kan anvendes i andre dele af virksomheden. På den måde kan PaaS hjælpe med at omdanne Capex til Opex.

Tilpasset løsning til dig: Power-as-a-Service skræddersys altid til dine behov og forudsætninger.

Vattenfall, Boliden og Landskrona Energi har gennemført et forskningsprojekt for at udvikle et intelligent batterilager ved Bolidens blygenvindingsanlæg i Landskrona. Projektets primære mål var at effektivisere energiforbruget ved at optimere energilagring ved lave elpriser og derefter udnytte den lagrede energi ved pristoppe.

Batterilageret har en kapacitet på 1 MWh og en effekt på 500 kW og består af 24 batterier af samme type som i elbilen BMW i3. Satsningen viser, hvordan batterilagring kan bidrage til netstabilitet og effektforstærkning, samtidig med at det giver fleksibilitet til at håndtere effekttoppe. I sommeren 2020 blev energilageret i Boliden sat i drift.

1. Hvordan fungerer reservestrøm?

Reservkraft är ett system som ska ge omedelbar strömförsörjning vid avbrott i det primära energisystemet, vilket säkerställer kontinuerlig drift för kritiska funktioner som sjukhus, dat

Reservestrøm er et system, der skal levere øjeblikkelig strømforsyning ved afbrydelser i det primære energisystem og dermed sikre kontinuerlig drift af kritiske funktioner som hospitaler, datacentre og anden vigtig infrastruktur. I reservestrømssystemer findes der typisk prioriteringsregler, der afgør, hvilke funktioner eller områder der forsynes først ved en afbrydelse – baseret på behov, sikkerhedskrav og risici ved strømtab.

Der er tre kategorier af prioritering:

Øjeblikkelig reservestrøm: Leveres via batteribackup-systemer eller svinghjulsenheder, så snart hovedforsyningen afbrydes, til funktioner der ikke tåler nogen afbrydelsestid.

Korttidsreservestrøm: Leveres ofte via diesel- eller gasgeneratorer, der kan starte og levere strøm inden for sekunder eller minutter efter en strømafbrydelse, indtil en mere langtidsholdbar løsning kan aktiveres.

Langtidsreservestrøm: Sikrer strømforsyning over længere perioder ved strømafbrydelser via løsninger som mobile generatorer eller større kraftværker, der kan transporteres til stedet.

2. Hvad menes der med effektmangel, og hvordan løser man det?

Effektmangel i elnettet opstår, når efterspørgslen efter el overstiger den tilgængelige elproduktion og overføringskapacitet. Det kan betyde, at elsystemet ikke kan levere tilstrækkelig strøm til alle brugere, og at dele af nettet risikerer at blive overbelastet – hvilket kan føre til strømafbrydelser.

I Danmark kan effektmangel især være en udfordring på kolde vinterdage, hvor behovet for opvarmning og el er højest, samtidig med at produktionen fra for eksempel vindkraft kan være lavere end normalt. Effektmangel skyldes ofte flere forhold samtidig. For at forebygge effektmangel arbejder man blandt andet med at øge produktionskapaciteten via nye anlæg, opgradere og udbygge transmissionsnettet samt opfordre forbrugere til at reducere elforbruget.

3. Hvordan fungerer et batterilager?

Et batterilager består af flere batterienheder, der kobles sammen til et større lagringssystem. Modulerne placeres i et skab eller en container for beskyttelse og nem håndtering og kan variere fra små private systemer til store industrielle anlæg. Ud over selve batterierne omfatter et batterilager også kabling og styresystemer, for eksempel vekselrettere, samt systemer til overvågning og temperaturkontrol for at sikre effektiv og sikker drift.

Ved overskud af energi – for eksempel fra sol- og vindkraft eller ved lave elpriser – lagres elektriciteten som jævnstrøm i batterierne. Når der er behov, omdannes den lagrede jævnstrøm til vekselstrøm, så den kan anvendes lokalt eller sendes ud på elnettet. Det gør det muligt at lagre energi ved lav efterspørgsel og bruge den igen ved høj efterspørgsel eller ved afbrydelser i energiforsyningen.

4. Hvad koster et batterilager?

Omkostningerne til et batterilager varierer afhængigt af flere forhold, for eksempel:

• Kapaciteten på lageret (målt i kW/kWh)
• Teknologien der anvendes (fx lithium-ion)
• Kvaliteten af komponenterne (batterier og fx vekselrettere)
• Installations- og integrationsomkostninger
• Batteriernes levetid og effektivitet
• Om batterilageret er til kommercielt eller industrielt brug

De seneste års investeringer i batterilagre til virksomheder har været i størrelsesordenen flere hundrede millioner kroner – projekter, der omfatter anlæg med betydelig kapacitet.

5. Hvilke forskellige typer batterier findes der?

De mest udbredte batterier globalt er lithium-ion-batterier på grund af høj energitæthed, lang levetid og relativt lave vedligeholdelseskrav. Nye batterityper og teknologier udvikles og testes løbende for at imødekomme behovene inden for energilagring. Eksempler:

Solid state-batterier bruger en fast elektrolyt i stedet for en flydende, hvilket kan give højere sikkerhed og ydeevne.

Næste generation batterier (NGB) er en samlebetegnelse for batterier, der udvikles med højere energitæthed, længere levetid, lavere omkostninger og reduceret eller intet lithiumindhold.

Natrium-ion-batterier og ligninbaserede batterier fremstilles med mindre miljøbelastende materialer (som salt, træ og kokos) og med mere bæredygtige processer.

Gravitationsbatterier er en ny type, hvor stenblokke hejses op og senere frigiver energi, når de sænkes – en videreudvikling af princippet bag pumpekraftværker.

6. Hvilke succesfulde eksempler findes der på batterilagring i Sverige og i verden?

Northvolt er blevet en markant aktør inden for batteriproduktion og bæredygtig energilagring i Europa med ambitionen om at producere verdens mest bæredygtige batterier. Northvolts investering i en batterifabrik i Skellefteå, som regnes for Europas største, markerer Sveriges ambitioner inden for bæredygtig teknologi. Et andet gennembrud er udviklingen af natrium-ion-batterier baseret på almindelige materialer som natrium og jern i stedet for mere sjældne mineraler som kobolt og nikkel. Med en energitæthed på over 160 watt-timer pr. kg er det et omkostningseffektivt og mere bæredygtigt alternativ til traditionelle batteriteknologier.

I Uppsala kommune har man udviklet Sveriges største batterilager, der kan lagre 20 MWh energi med en effekt på 5 MW. Satsningen kan sættes i perspektiv til verdens største batterilager i Australien, som i dag kan lagre 129 MWh. Projektet imødekommer et voksende behov for effekt og viser samtidig, hvordan batterianlæg kan integreres som en tjeneste i et distributionsnet.

7. Hvilke fordele og ulemper er der ved batterilagring?

Fordele:

• Lavere klimaaftryk ved mere effektiv batteriproduktion
• Understøtter vedvarende energi ved at lagre overskud fra vedvarende kilder
• Et mere effektivt og fleksibelt energisystem via bedre balance mellem udbud og efterspørgsel
• Teknologiske fremskridt mod mere miljøvenlige batterialternativer
• Bæredygtighedsfordele for virksomheder, der kan reducere deres miljøpåvirkning og støtte en bæredygtig energifremtid
• Høje indledende CO₂-udledninger ved batteriproduktion
• Miljø- og sociale udfordringer i forbindelse med udvinding af mineraler som lithium og kobolt
• Udfordringer med genanvendelse og håndtering, når batterier når slutningen af deres levetid

Ulemper:

• Høje indledende CO₂-udledninger ved batteriproduktion
• Miljø- og sociale udfordringer i forbindelse med udvinding af mineraler som lithium og kobolt
• Udfordringer med genanvendelse og håndtering, når batterier når slutningen af deres levetid